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基于聚类分析的图像分割算法的研究与实现文献综述

 2020-04-29 18:50:12  

1.目的及意义

1. 目的及意义

数字图像处理技术是一个跨学科的领域。随着计算机科学技术的不断发展,图像处理和分析逐渐形成了自己的科学体系,新的处理方法层出不穷,尽管其发展历史不长,但却引起各方面人士的广泛关注。首先,视觉是人类最重要的感知手段,图像又是视觉的基础,因此,数字图像成为心理学、生理学、计算机科学等诸多领域内的学者们研究视觉感知的有效工具。其次,图像处理在军事、遥感、气象等大型应用中有不断增长的需求。

数字图像处理技术的应用与推广,使得为机器人配备视觉的科学预想转为现实。计算机视觉或机器视觉迅速发展。计算机视觉实际上就是图像处理加图像识别,要求采用十分复杂的处理技术,需要设计高速的专用硬件。

数字图像处理技术在国内外发展十分迅速,应用也非常广泛,但是就其学科建设来说,还不成熟,还没有广泛适用的研究模型和齐全的质量评价体系指标,多数方法的适用性都随分析处理对象而各异。数字图像处理的研究方向是建立完整的理论体系。

图像分割就是把图像分成若干个特定的、具有独特性质的区域并提出感兴趣目标的技术和过程。它是由图像处理到图像分析的关键步骤。现有的图像分割方法主要分以下几类:基于阈值的分割方法、基于区域的分割方法、基于边缘的分割方法以及基于特定理论的分割方法等。从数学角度来看,图像分割是将数字图像划分成互不相交的区域的过程。图像分割的过程也是一个标记过程,即把属于同一区域的像索赋予相同的编号。

图像分割是图像识别和计算机视觉至关重要的预处理。没有正确的分割就不可能有正确的识别。但是,进行分割仅有的依据是图像中像素的亮度及颜色,由计算机自动处理分割时,将会遇到各种困难。例如,光照不均匀、噪声的影响、图像中存在不清晰的部分,以及阴影等,常常发生分割错误。因此图像分割是需要进一步研究的技术。人们希望引入一些人为的知识导向和人工智能的方法,用于纠正某些分割中的错误,是很有前途的方法,但是这又增加了解决问题的复杂性。在通信领域中,图像分割技术对可视电话等活动图像的传输很重要,需要把图像中活动部分与静止的背景分开,还要把活动部分中位移量不同的区域分开,对不同运动量的区域用不同的编码传输,以降低传输所需的码率。

图像分割的研究最早可以追溯到20世纪60年代,经过近四十年的研究,国内外学者已经提出了各种算法上千种,但目前还没有一种适合于所有图像的通用的分割算法,绝大多数算法都是针对具体问题而提出的。另一方面,给定一个实际应用要选择合用的分割算法仍是一个很麻烦的问题,由于缺少通用的理论指导,常常需要反复的进行实验。在已提出的这些算法中,较为经典的算法有灰度阈值分割法、边缘检测法和区域跟踪以及基于分水岭算法的分割方法。

多年来,对图像分割的研究一直是图像技术研究中的热点和焦点,人们对其的关注和投入不断提高。它是一种重要的图像分析技术,是从图像处理到图像分析的关键步骤,也是计算机视觉领域低层次视觉中的主要问题,图像分割结果是图像特征提取和识别等图像理解的基础,对图像的加工主要处于图像处理的层次,图像分割后,对图像的分析才成为可能。另外,图像分割在实际中也得到了广泛的应用,在计算机视觉和图像识别的各种应用系统中占有相当重要的地位,也是研制和研发计算机视觉系统、字符识别和目标自动获取等图像识别和理解系统首先要解决的问题。只要需对图像目标进行提取,测量等都离不开图像分割。

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2. 研究的基本内容与方案

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1. 研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

一、设计内容:

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