基于模糊理論的圖像分割算法研究

1、基于模糊理基于模糊理論的圖像分割算法研究像分割算法研究論文關(guān)鍵詞：圖像分割邊緣檢測(cè)模糊理論遺傳算法Matlab論文摘要：分割的目的是將圖像劃分為不同區(qū)域。圖像分割算法一般是基于亮度值的兩個(gè)基本特性之一：不連續(xù)性和相似性。第一類性質(zhì)的已用途徑是基于亮度的不連續(xù)變化分割圖像，比如圖像的邊緣。第二類的主要應(yīng)用途徑是依據(jù)事先制訂的準(zhǔn)則將圖像分割為相似的區(qū)域。門限處理、區(qū)域生長(zhǎng)、區(qū)域分離和聚合都是這類方法的實(shí)例。遺傳算法具有簡(jiǎn)單、魯棒性好和本質(zhì)并

2、行的突出優(yōu)點(diǎn)。其在應(yīng)用領(lǐng)域取得的巨大成功，引起了廣大學(xué)者的關(guān)注。在圖像分割領(lǐng)域，遺傳算法常用來幫助確定分割閾值。本文介紹討論了幾種目前廣泛應(yīng)用的圖像邊緣檢測(cè)、圖像閾值分割的各種算法，并給出了對(duì)比分析；對(duì)遺傳算法的基本概念和研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述；給出了標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的原理、過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的遺傳分割算法優(yōu)于傳統(tǒng)分割算法。第一章緒論1.1圖像分割綜述圖像分割就是指把圖像分成各具特性的區(qū)域并提取出感興趣目標(biāo)的技術(shù)和過程

3、。這里所說的特性可以是灰度、顏色、紋理等，而目標(biāo)可以對(duì)應(yīng)單個(gè)區(qū)域，也可以對(duì)應(yīng)多個(gè)區(qū)域。圖像分割是數(shù)字圖像處理中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它使得其后的圖像分析，識(shí)別等高級(jí)處理階段所要處理的數(shù)據(jù)量大大減少，同時(shí)又保留有關(guān)圖像結(jié)構(gòu)特征的信息。而且，在數(shù)字圖像處理工程中，一方面，圖像分割是目標(biāo)表達(dá)的基礎(chǔ)，對(duì)特征測(cè)量有重要的影響；另一方面，圖像分割是自動(dòng)目標(biāo)識(shí)別的關(guān)鍵步驟，圖像分割及其基于分割的目標(biāo)表達(dá)、特征提取和參數(shù)測(cè)量等將原始圖像轉(zhuǎn)化為更抽象更緊湊的形

4、式，分割中出現(xiàn)的誤差會(huì)傳播至高層次處理階段，因此分割的精確程度是至關(guān)重要的。只有通過細(xì)致精細(xì)的圖像分割，才能使得更高層的圖像分析和理解成為可能。因此，圖像分割是由圖像處理進(jìn)到圖像分析的關(guān)鍵步驟，在圖像工程中占據(jù)重要的位置。1.2圖像分割的研究意義與發(fā)展現(xiàn)狀作為計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理中的難點(diǎn)和熱點(diǎn)之一，圖像分割的研究受到了研究工作者的高度重視，對(duì)圖像分割進(jìn)行了深入、廣泛的研究。作為一種重要的圖像技術(shù)，圖像分割在不同領(lǐng)域中有時(shí)也用其它名稱：如

5、目標(biāo)輪廓(objectdelineation)技術(shù)，閾值化(thresholding)技術(shù)，圖像區(qū)分或求差(image2.簡(jiǎn)介數(shù)字圖像的基礎(chǔ)問題。概述了數(shù)字圖像的基本概念和特點(diǎn)，簡(jiǎn)介了各種圖像格式的特點(diǎn)和應(yīng)用，為全文的討論作一鋪墊。3.詳細(xì)討論了圖像分割中的基于閾值的圖像分割方法，給出了直方雙峰法的算法和驗(yàn)證結(jié)果，并簡(jiǎn)要介紹了普通最大類間方差法的算法過程。4.對(duì)遺傳算法理論進(jìn)行簡(jiǎn)介。詳細(xì)討論了遺傳算法的定義和標(biāo)準(zhǔn)遺傳算法的流程和要素。為

6、應(yīng)用此方法對(duì)最大閾值進(jìn)行迭代尋優(yōu)打下基礎(chǔ)。6.應(yīng)用遺傳算法改進(jìn)了最大類間方差法。給出了整個(gè)遺傳操作的使用函數(shù)與具體進(jìn)程，并對(duì)實(shí)例圖片進(jìn)行處理，得到處理結(jié)果并得到迭代最優(yōu)閾值M。本文研究了圖像分割的相關(guān)理論和常用技術(shù)，并對(duì)遺傳算法進(jìn)行了介紹對(duì)遺傳算法應(yīng)用于圖像分割進(jìn)行了驗(yàn)證.第二章Matlab簡(jiǎn)介2.1MATLAB的概況和產(chǎn)生背景2.1.1MATLAB的概況MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室(MatrixLabaty)之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力

7、外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)工程中常用的形式十分相似故用MATLAB來解算問題要比用CFTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.當(dāng)前流行的MATLAB包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox).工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包.功能工具包用來擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算可視化建模仿真文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能.學(xué)科工

8、具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包控制工具包信號(hào)處理工具包通信工具包等都屬于此類.開放性使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件用戶通過對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包.2.1.2MATLAB產(chǎn)生的歷史背景在70年代中期CleveMoler博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FTRAN子程序庫(kù).EISPACK是特征值求解的FOE