分水嶺分割算法的實現(xiàn)

與分析11053413李小瀧分水嶺算法實現(xiàn)步驟：先把圖片轉(zhuǎn)化為灰度梯度級圖像，在圖像梯度空間內(nèi)逐漸增加一個灰度閾值，每當(dāng)它大于一個局部極大值時，就把當(dāng)時的二值圖像(只區(qū)分陸地和水域，即大于灰度閾值和小于灰度閾值兩部分)與前一個時刻(即灰度閾值上一個值的時刻)的二值圖像進行邏輯異或(XOR)操作，從而確定出灰度局部極大值的位置。根據(jù)所有灰度局部極大值的位置集合就可確定分水嶺。rgb=imread('pears.png');%讀取原圖像imshow(rgb)title('原圖')I=rgb2gray(rgb);%轉(zhuǎn)化為灰度圖像figure;subplot(121)%顯示一行兩列第1張imshow(I)title('原圖灰度圖像')hy=fspecial('sobel');%sobel算子hx=hy';Iy=imfilter(double(I),hy,'replicate');%濾波求y方向邊緣Ix=imfilter(double(I),hx,'replicate');%濾波求x方向邊緣gradmag=sqrt(Ix.^2+Iy.^2);%求摸subplot(122);imshow(gradmag,[]),%顯示梯度title('(gradmag)梯度級')先做sobel算子用于邊緣提取，然后轉(zhuǎn)化為梯度級圖像L=watershed(gradmag);%直接應(yīng)用分水嶺算法Lrgb=label2rgb(L);%轉(zhuǎn)化為彩色圖像figure;imshow(Lrgb),%顯示分割后的圖像title('分割梯度級圖像(Lrgb)')Watershed是matlab自帶的函數(shù),調(diào)用這個函數(shù)后可直接應(yīng)用分水嶺分割算法,圖像依稀可以看到物體的輪廓，但效果不佳。為使分水嶺分割算法的效果更好，可分別對圖像前景和背景進行標(biāo)記：本例中使用形態(tài)學(xué)重建技術(shù)對前景對象進行標(biāo)記，首先使用開操作，開操作之后可以去掉一些很小的目標(biāo)title('開操作之后的圖像(Io)')Ie=imerode(I,se);%對圖像進行腐蝕Iobr=imreconstruct(Ie,I);%形態(tài)學(xué)重建subplot(122);imshow(Iobr),%顯示重建后的圖像title('打開重建(Iobr)')se=strel('disk',20);%圓形結(jié)構(gòu)元素Io=imopen(I,se);%形態(tài)學(xué)開操作figure;subplot(121)imshow(Io),%顯示執(zhí)行開操作后的圖像Ioc=imclose(Io,se);%形態(tài)學(xué)關(guān)操作figure;subplot(121)imshow(Ioc),%顯示關(guān)操作后的圖像title('關(guān)操作(Ioc)')Iobrd=imdilate(Iobr,se);%對圖像進行膨脹Iobrcbr=imreconstruct(imcomplement(Iobrd),...imcomplement(Iobr));%形態(tài)學(xué)重建Iobrcbr=imcomplement(Iobrcbr);%圖像求反subplot(122);imshow(Iobrcbr),%顯示重建求反后的圖像title('重建求反后的圖像(Iobrcbr)')fgm=imregionalmax(Iobrcbr);%局部極大值figure;imshow(fgm),%顯示重建后局部極大值圖像title('重建后局部極大值圖像(fgm)')I2=I;I2(fgm)=255;%局部極大值處像素值設(shè)為255figure;imshow(I2),%在原圖上顯示極大值區(qū)域title('原圖上的極大值區(qū)域(I2)')se2=strel(ones(5,5));%結(jié)構(gòu)元素fgm2=imclose(fgm,se2);%關(guān)操作fgm3=imerode(fgm2,se2);%腐蝕fgm4=bwareaopen(fgm3,20);%開操作I3=I;I3(fgm4)=255;%前景處設(shè)置為255figure;subplot(121)imshow(I3)%顯示修改后的極大值區(qū)域title('修改后的極大值區(qū)域')此時再進行分水嶺變換并顯示得到的效果。bw=im2bw(Iobrcbr,graythresh(Iobrcbr));%轉(zhuǎn)化為二值圖像subplot(122);imshow(bw),%顯示二值圖像title('開關(guān)重建之后的閾值圖像')D=bwdist(bw);%計算距離DL=watershed(D);%分水嶺變換bgm=DL==0;%求取分割邊界figure;imshow(bgm),%顯示分割后的邊界title('(bgm)分水嶺法分割線')gradmag2=imimposemin(gradmag,bgm|fgm4);%置最小值L=watershed(gradmag2);%分水嶺變換I4=I;I4(imdilate(L==0,ones(3,3))|bgm|fgm4)=255;%前景及邊界處置255figure;subplot(121)imshow(I4)%突出前景及邊界title('突出前景及邊界')Lrgb=label2rgb(L,'jet','w','shuffle');%轉(zhuǎn)化為偽彩色圖像subplot(122);imshow(Lrgb)%顯示偽彩色圖像title('分水嶺偽彩色圖像')將以上參數(shù)改為0.4,0.5,0.6,0.7后的圖片效果，就是色彩的濃淡產(chǎn)生了變化figure;im