圖像分割算法的研究開題報(bào)告

1、畢業(yè)論文開題報(bào)告1.結(jié)合畢業(yè)論文情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、課題背景和研究意義在計(jì)算機(jī)視覺、模式識(shí)別中，常常需要將圖像分割成一些有意義的區(qū)域，或者是將圖 像中有意義的特征提取出來(lái)，以便機(jī)器視覺識(shí)別和檢驗(yàn)。因此，圖像分割是圖象處理中最 基本的和最重要的技術(shù)之一，它是任何理解系統(tǒng)和自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)必不可少的一個(gè)重要環(huán) 節(jié)L所謂圖像分割是指根據(jù)灰度、彩色、空間紋理、幾何形狀等特征把圖像劃分成若干 個(gè)互不相交的區(qū)域，使得這些特征在同一區(qū)域內(nèi)，表現(xiàn)出一致性或相似性，而在不同區(qū) 域間表現(xiàn)出明顯的不同2o簡(jiǎn)單的講，就是在一幅圖像中，把目標(biāo)從背景中分離出來(lái)， 以便于進(jìn)一步

2、處理10圖像分割就是將圖像分成各具特性的區(qū)域，并提取感興趣目標(biāo)的技術(shù)和過(guò)程，是圖 像分析的關(guān)鍵步驟。它在圖像增強(qiáng)，模式識(shí)別，目標(biāo)跟蹤等領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用。至今 已提出了多種分割方法，可粗略地分為基于直方圖的分割方法（閾值化分割，如 OTSU 最大嫡等），基于邊緣的分割方法，基于區(qū)域的分割方法三類57 0閾值法是一種傳統(tǒng)的圖像分割方法，因其實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、計(jì)算量小、性能較穩(wěn)定而成為 圖像分割中最基本和應(yīng)用最廣泛的分割技術(shù)。已被應(yīng)用于很多的領(lǐng)域，例如，在紅外技 術(shù)應(yīng)用中，紅外無(wú)損檢測(cè)中紅外熱圖像的分割，紅外成像跟蹤系統(tǒng)中目標(biāo)的分割；在遙 感應(yīng)用中，合成孔徑雷達(dá)圖像中目標(biāo)的分割等；在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，血液細(xì)胞圖

3、像的分割， 磁共振圖像的分割；在農(nóng)業(yè)工程應(yīng)用中，水果品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)過(guò)程中水果圖像與背景的分 割14。在工業(yè)生產(chǎn)中，機(jī)器視覺運(yùn)用于產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)等等。在這些應(yīng)用中，分割是對(duì)圖 像進(jìn)一步分析、識(shí)別的前提，分割的準(zhǔn)確性將直接影響后續(xù)任務(wù)的有效性，其中閾值的 選取是圖像閾值分割方法中的關(guān)鍵技術(shù)：8有以下幾種常用方法：1 .基于點(diǎn)的全局閾值選取方法，包括有 p-分位數(shù)法，迭代方法選取閾值，直方圖 凹面分析法，嫡方法等方法。2 .基于區(qū)域的全局閾值選取方法，包括有二維嫡閾值分割方法，簡(jiǎn)單統(tǒng)計(jì)法，直 方圖變化法和其它基于區(qū)域的全局閾值法。3 .局部閾值法和多閾值法，包括有局部閾值（動(dòng)態(tài)閾值）和多閾值法。在數(shù)字圖

4、像處理中，圖像分割在物體的自動(dòng)識(shí)別及感興趣區(qū)的定量分析中有重要的 應(yīng)用價(jià)值。嚴(yán)格意義上的分割是指每一個(gè)物體都能和它的背景區(qū)分開來(lái)成為一個(gè)獨(dú)立完 整的區(qū)域。但在實(shí)際應(yīng)用中這是很困難的因?yàn)閳D像分割沒有統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn)，也沒有通 用的分割方法，一般來(lái)說(shuō)，只要能把感興趣的部分從背景中分割出來(lái)就可以接受"L隨著數(shù)字圖像研究的深入，產(chǎn)生了很多圖像分割的方法，但每種方法都不可能適用于所 有圖像，也不存在一種判斷是否分割成功的客觀標(biāo)準(zhǔn)。另一方面，給定一個(gè)實(shí)際圖像分 割問(wèn)題要選擇合用的分割算法也還沒有標(biāo)準(zhǔn)的方法。為解決這些問(wèn)題需要研究對(duì)圖像分 割的評(píng)估問(wèn)題。評(píng)估是改進(jìn)和提高現(xiàn)有算法性能、改善分割質(zhì)量和指

5、導(dǎo)新算法研究的重 要手段0二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀圖像閾值化這個(gè)看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，在過(guò)去的四十年里受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注， 產(chǎn)生了數(shù)以百計(jì)的閾值選取方法2,但是遺憾的是，如同其他圖像分割算法一樣，沒有 一個(gè)現(xiàn)有方法對(duì)各種各樣的圖像都能得到令人滿意的結(jié)果，甚至也沒有一個(gè)理論指導(dǎo)我們選擇特定方法處理特定圖像10 01984年Dunn等人提出了均勻化誤差閾值選取方法，這種方法實(shí)質(zhì)上是要使將背景 點(diǎn)誤分為目標(biāo)點(diǎn)的概率等于將目標(biāo)點(diǎn)誤分為背景點(diǎn)的概率，類似于最小誤差閾值法8近年來(lái)有一些新的研究手段被引入到閾值選取中。比如人工智能，如何用人工智能的方 法，尋找直方圖的谷底點(diǎn)，作為全局閾值分割90其它如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)

6、學(xué)形態(tài)學(xué)89 小波分析與變換”等等。三、仿真技術(shù)總的說(shuō)來(lái)，仿真技術(shù)是近30年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一門綜合性很強(qiáng)的新興技術(shù)學(xué)科，它 涉及到各相關(guān)專業(yè)理論與技術(shù)，諸如系統(tǒng)分析、控制理論、計(jì)算方法和計(jì)算技術(shù)等。當(dāng) 在實(shí)際系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較困難甚至無(wú)法實(shí)現(xiàn)時(shí)，仿真技術(shù)就成了十分重要，甚至是必 不可少的工具，它在現(xiàn)代科研、生產(chǎn)和教育訓(xùn)練等方面發(fā)揮著重要作用，應(yīng)用也十分廣 泛。而無(wú)法實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)，具有投資少、無(wú)風(fēng)險(xiǎn)、周期短、可重復(fù)等突出特點(diǎn)應(yīng)用仿真技術(shù)可以收到事半功倍的效果?？梢酝ㄟ^(guò)在計(jì)算機(jī)進(jìn)行反復(fù)多次的模擬實(shí) 驗(yàn)運(yùn)行來(lái)取代耗資巨大的物理模擬和實(shí)物實(shí)驗(yàn)，甚至可以進(jìn)行受到各種原因和條件限制 6本課題仿真要用到的計(jì)算機(jī)

7、軟件程序是MATLAB.MATLAB 的名稱源自 MatrixLaboratory ,它是一種科學(xué)計(jì)算軟件，專門以矩陣的形式處理數(shù)據(jù)。MATLAB將高性能的數(shù)值計(jì)算和可視化集成在一起，并提供了大量的內(nèi)置函數(shù)，從而被廣泛地應(yīng)用于科 學(xué)計(jì)算、控制系統(tǒng)、信息處理等領(lǐng)域的分析、仿真和設(shè)計(jì)工作，而且利用 MATLAB產(chǎn) 品的開放式結(jié)構(gòu)，可以非常容易地對(duì) MATLAB的功能進(jìn)行擴(kuò)充，從而在不斷深化對(duì)問(wèn) 題認(rèn)識(shí)的同時(shí)，不斷完善 MATLAB產(chǎn)品以提高產(chǎn)品自身的競(jìng)爭(zhēng)能力 。參考文獻(xiàn)：1章毓晉，圖像分割，北京：科學(xué)出版社，20012徐建華，圖像處理與分析，北京：科學(xué)出版社，19923岡薩雷斯等，數(shù)字圖彳t處理，

8、電子工業(yè)出版社，19824羅中菲爾特等，數(shù)字圖像處理，科學(xué)出版社，19825趙榮春等，數(shù)字圖像處理導(dǎo)論，西北工業(yè)大學(xué)出版社，19966郝文化，MATLA圖形圖像處理應(yīng)用與教程，中國(guó)水利水電出版社，2003崔屹，數(shù)字圖像處理技術(shù)與應(yīng)用，電子工業(yè)出版社，19978付忠良，圖像閾值選取方法，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，20009付忠良，一些新的圖像閾值選取方法，計(jì)算機(jī)應(yīng)用，200110Kenneth.R.Castleman著，朱志剛等譯，數(shù)字圖像處理，電子工業(yè)出版社，199811吳一全，朱兆達(dá)。圖像處理中閾值選取方法 30年(1962-1992)的進(jìn)展(一)。數(shù)據(jù)采集與處理,1993, 9(3): 19320112

9、張春玲，圖像的閾值分割及其應(yīng)用。泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2006,27(3)13賈允，丁艷，劉澤平。改進(jìn)圖像閾值分割算法的研究J 。光學(xué)技術(shù),2005,31(1):15515714章毓晉，圖像分割評(píng)價(jià)技術(shù)分類和比較。中國(guó)圖像圖形學(xué)報(bào)，1996, 615王坤明，自動(dòng)選取閾值方法比較研究。撫順石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2002, 2畢業(yè)論文開題報(bào)告2 .本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題主要研究用不同的方6選取閾和，并了解其算6。運(yùn)用matlab軟件仿3實(shí)現(xiàn)，并對(duì)其算法做出評(píng)估。擬采用的研究手段如下：首先，對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行采集，建立樣本集。其次，對(duì)采集到的樣本圖像進(jìn)行表示和預(yù)處理。圖像預(yù)處理的主要目的是消除圖像 中無(wú)關(guān)的信息，恢復(fù)有用的真實(shí)信息，增強(qiáng)有關(guān)信息的可檢測(cè)性和最大限度地簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)， 從而改進(jìn)特征抽取、圖像分割、匹配和識(shí)別的可靠性。然后，了解圖像分割用不同的方法選取閾值的算法。對(duì)于本課題而言是著重對(duì)迭代 法和分水嶺法進(jìn)行研究。迭代法也稱輾轉(zhuǎn)法，是一種不斷用變量的舊值遞推新值的過(guò)程， 迭代法又分為精確迭代和近似迭代?！岸址ā焙汀芭ｎD迭代法”屬于近似迭代法。分 水嶺分割方法，是一種基于拓?fù)淅碚摰臄?shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的分割方法，其基本思想是把圖像看 作是測(cè)地學(xué)上的拓?fù)涞孛玻瑘D像中每一點(diǎn)像素的灰度值表示該點(diǎn)的海拔高度，每一