圖像處理分水嶺算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、分水嶺算法實(shí)驗(yàn)報(bào)告一;實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.通過matlab實(shí)驗(yàn)的具體操作來掌握空間圖像處理算法；2.通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證所學(xué)知識，達(dá)到學(xué)以致用；3.通過實(shí)驗(yàn)來了解分水嶺算法的優(yōu)缺點(diǎn)。二;實(shí)驗(yàn)原理：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地學(xué)上的拓?fù)涞孛?，圖像中每一點(diǎn)像素的灰度值表示該點(diǎn)的海拔高度，每一個(gè)局部極小值及其影響區(qū)域稱為集水盆，而集水盆的邊界則形成分水嶺。分水嶺的概念和形成可以通過模擬浸入過程來說明。在每一個(gè)局部極小值表面，刺穿一個(gè)小孔，然后把整個(gè)模型慢慢浸入水中，隨著浸入的加深，每一個(gè)局部極小值的影響域慢慢向外擴(kuò)展，在兩個(gè)集水盆匯合處構(gòu)筑大壩，即形成分

2、水嶺。對于分水嶺變換，目前存在著幾種定義，我們這里所采用的定義是基于沉浸的離散圖像的分水嶺變換。令f：D是一幅灰度圖像，它的最大和最小灰度值為h_max和h_min。定義一個(gè)從h_min到h_max的水位h不斷遞增的遞歸過程。在這個(gè)過程中每個(gè)與不同的局部最小相關(guān)的匯水盆地都不斷擴(kuò)展，定義X(h)記作在水位h時(shí)候匯水盆地的集合的并。在h+1層，一個(gè)連通分量T（h+1）或者是一個(gè)新的局部最小，或者是一個(gè)已經(jīng)存在的X(h)中的一個(gè)盆地的擴(kuò)展。對于后者，按鄰接關(guān)系計(jì)算高度為h+1的每一個(gè)點(diǎn)與各匯水盆地的距離。如果一個(gè)點(diǎn)與兩個(gè)以上的盆地等距離，則它不屬于任何盆地，否則它屬于與它距離最近的盆地。這樣從而產(chǎn)

3、生新的X(h+1)。把在高度h出現(xiàn)的局部最小記作MIN（h）。把Y（h+1,X(h)）記作高度為h+1同時(shí)屬于X(h)的點(diǎn)的集合。分水嶺變換Watershed(f)就是X(h_max)的補(bǔ)集：分水嶺變換由于它以下優(yōu)點(diǎn)被用在圖像處理的許多領(lǐng)域：直觀，快速并且可以并行計(jì)算，總是產(chǎn)生完整的邊界，這樣就避免了邊界連接的后處理。而且不少研究人員把分水嶺嵌入到多尺度框架中。三：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：分水嶺具體算法rgb = imread (apple.jpg) ;i = rgb2gray( rgb) ;imshow ( i) ; title (灰度圖) ;se = strel (disk, 20) ;itop = i

4、mtophat ( i, se) ;ibot = imbothat ( i, se) ;figure, imshow ( itop, ) ; title (梯度變換) ;figure, imshow ( ibot, ) ; title (3) ;ienhance = imsubtract ( imadd ( itop, i) , ibot) ;figure, imshow ( ienhance) , title (4) ; iec = imcomplement ( ienhance) ;figure, imshow ( iec ) , title (5) ;iemin = imextended

5、min ( iec, 50) ;iimpose = imimposemin ( iec, iemin) ;figure, imshow ( iemin) ; title (6) ;figure, imshow ( iimpose) ; title (7) ;wat =watershed ( iimpose) ;j = label2rgb (wat) ;figure, imshow ( j) ; title (分水嶺) ;四：實(shí)驗(yàn)結(jié)果: 五：實(shí)驗(yàn)討論： 由實(shí)驗(yàn)可知，分水嶺算法還是有一些比較大的缺點(diǎn)。過度分割。由于大部分圖像的梯度圖都有許許多多的局部最小，所以分水嶺變換的結(jié)果是無數(shù)的小區(qū)域邊界，這樣的結(jié)果毫無意義。通常的解決辦法是使用標(biāo)記的圖片來減少局部最小的數(shù)量，即使用帶標(biāo)記的分水嶺變換。對噪聲的敏感。局部的一些改變會(huì)引起分割結(jié)果的明顯改變，強(qiáng)烈的噪聲有時(shí)候使得分水嶺變換無法找出真正的邊界。其中的一個(gè)解決辦法是使