matlab课程设计图像区域分割系统设计.docx

学 号

天津城建大学

数字图像处理设计说明书

图像区域分割系统设计

起止日期： 2018年12月10日至 2018年12月14日

学 生 姓 名

班 级 15电信科

成 绩

指导教师(签字)

计算机与信息工程学院

2018年12月14日

天津城建大学

课程设计任务书

2018—2019学年第一学期

计算机与信息工程学院电子信息与科学技术专业 班级课程设计名称： 数字图像处理课程设计

设计题目： 图像区域分割系统设计

完成期限：自2018年12 月10日至2018年12月14日共1周

一、课程设计依据

在掌握数字图像处理基本算法的基础上，利用MATLAB、VC++、Python等编程语言设计具有指定功能的图形用户界面。

二、课程设计内容

1、设计一个实现图像区域分割功能的界面

2、界面可以采用MATLAB、VC++、Python等编程语言设计

3、要求界面能够读入并显示图片，通过各种控件选择并进行图像的分割操作，操作结果在对比窗口中显示

4、图像区域分割功能至少包括直方图阈值法、Otsu阈值法、迭代阈值法、区域生长与分裂合并法等，每项功能可采用一个或多个算法实现

三．课程设计要求

1、要求每个同学独立完成设计任务。

2、课程设计说明书封面格式要求见《课程设计说明书格式要求》。

3、课程设计的说明书要求简洁、通顺，图像表达内容完整、清楚、规范。

4、课程设计说明书要求：

说明题目的设计原理和思路、采用方法及设计流程。

可采用图表或文字对图形用户界面各子模块的功能以及各子模块之间的关系做较详细的描述。

详细说明代码的编写流程。

采用图像及文字详细说明各功能的演示结果。

指导教师（签字）：系主任（签字）：

批准日期：2018年 12 月 7 日

目录

第1章设计方案 1

图像分割 1

图形用户界面 1

第2章设计原理 2

基于阈值的图像分割 2

直方图阈值法 2

Otsu阈值法 2

迭代阈值法 2

基于区域的图像分割 3

区域生长法 3

区域分裂合并法 3

第3章功能实现 4

GUI界面设计 4

各模块功能实现 4

第4章设计结果及分析 7

设计结果 7

设计结果分析 11

总结 12

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PAGE10

第1章设计方案

图像分割方法

图像分割是指利用图像的某些特征，如灰度、颜色、纹理等，将图像划分为多个组成区域或从图像中提取感兴趣的目标区域。这些特征在同一区域内表现出一致性或相似性，而在不同区域之间表现出显著区别。

而灰度图像分割的依据一般是像素灰度值的两个特性：灰度相似性和灰度不连续性。同一区域内部的像素一般具有灰度相似性，而在不同区域之间的边界上一般具有灰度不连续性。因此根据像素灰度值的不同特性，图像分割方法可以分为利用区域间灰度不连续性的基于边界的图像分割方法和利用区域内灰度相似性的基于阈值的图像分割和基于区域的图像分割方法。

本课设主要利用基于阈值的图像分割法和基于区域的图像分割方法来对比分析各种方法实现图像分割的特点。

图形用户界面

GUI（图形用户界面）一种全屏幕图形界面，用户通过点击设备(例如鼠标)操纵图形的屏幕元素。在MATLAB中在命令行输入guide可以调出GUI设计界面。在左侧菜单框中可以拖拽各种控件在界面内进行想要达到的界面布局。然后双击某个控件进入该控件的属性检查器修改控件的个属性。最后进入回调函数进行每个控件的代码编写，以实现想要完成的功能。

第2章设计原理

基于阈值的图像分割

基于阈值的图像分割的基本原理是通过设定不同的阈值，将图像中的像素分为两类或多类，它是一种简单有效的图像分割方法，具有计算简单、容易实现的优点。将像素分成两类的图像为二值图像，因此，两类像素的图像分割也称为图像二值化处理。

直方图阈值法

1.基本思想

灰度直方图是数字图像处理中最简单和最有用的工具，它是灰度级的函数，描述的是图像中具有该灰度级的像素的个数。灰度直方图概括了一幅图像的灰度级内容，任何一幅图像的直方图都包括了可观的信息，某些类型的图像还可由其直方图完全描述。

对于目标与背景的灰度级有明显差别的图像，通常采用直方图技术来确定阈值，一幅物体与背景对比明显的图像一般具有包含双峰的灰度直方图，物体中的像素产生直方图中的一个峰，而背景产生直方图中的另一个峰。物体与背景的边界附近具有两个峰值之间的灰度级，其像素数目相对较少，从而产生了两峰之间的谷。反过来,如果图像中物体与背景的对比明显,并且各个物体之间的灰度一致性较好,那么其对应的直方图一定是双峰直方图。当分割阈值位于谷底时，图像分割可取得最好的效果。

Otsu阈值法

1.