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水域分割实验报告--第1页

MATLAB程序设计

实验报告

院（系）名称宇航学院

专业名称图像处理与模式识别

学生学号

学生姓名荣楚君

2016年5月

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实验基于Matlab水域分割的图像分割实验

一、实验目的

1、掌握Matlab图像处理工具箱的使用。

2、学习使用联机帮助、Demo与查找更多的Matlab功能。

3、熟悉使用Matlab进行交互操作的方法。

4、学习图像分割的基本知识。

二、实验要求

（一）、对实验过程的要求

1、编写M-文件，实现给定图像的分割。

2、学习Matlab中Demo的相关帮助。

3、实验中生成的中间结果和数据尽量保存。

（二）、对实验报告的撰写要求

1、参考附录的实验报告格式样本撰写。

2、“实验结果”主要包括：

（1）基于标记的和非标记的两种水域分割结果图。

（2）用于水域分割的Marker图。

（3）将水域分割得到结果的轮廓在原图上显示出来。

3、实验报告附录中包含M-文件的源代码，要注意代码的格式。

三、实验环境和设备

1、PC机，WindowsXP/7操作系统。

2、MatlabR2010及其以上版本。

四、实验原理

1、图像分割

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。图像分割的关键是将前景与背景区

分开。

分水岭算法又称为水域分割，是一种基于拓扑理论的数学形态学的分割方法，其基本

思想是把图像看作是测地学上的拓扑地貌，图像中每一点像素的灰度值表示该点的海拔

高度，每一个局部极小值及其影响区域称为集水盆，而集水盆的边界则形成分水岭。分

水岭的概念和形成可以通过模拟浸入过程来说明。在每一个局部极小值表面，刺穿一个

小孔，然后把整个模型慢慢浸入水中，随着浸入的加深，每一个局部极小值的影响域慢

慢向外扩展，在两个集水盆汇合处构筑大坝，即形成分水岭。水域分割一般是在梯度图

像上实现，梯度图上的局部极小值一般代表较平滑的区域，即为目标中心区域或者变化

不大的背景区域，集水形成的“分水岭”则位于梯度较大的边缘区域。

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2、实现方式

首先要对输入原始图像求取梯度图像，对梯度图像直接做水域变换（watershed）即

可得到无标记的水域分割结果。

对梯度图像做前景标记，即在输入图像的每一个目标中心做一个Marker（可手动选

取，也可用阈值法得到），在梯度图像上用该Marker作局部极小值的标记，再进行水域

变换，即可得到基