基于形态学分水岭的分割方法

「基于形态学分水岭的分割方法」(Morphological Watershed Segmentation)是一种基于数学形态学的图像分割技术,用于将图像分割成具有明确边界的区域。

由于同一目标,有相近的灰度,有相邻的空间位置,而灰度可与高程类比,用地形学来理解图像中的目标

  • 地形学中的聚水的盆地类比目标(均匀的低灰度区)
  • 地形学中的分水岭类比目标之间的分割线(突变的高灰度区)
  • 在每个区域最小值位置打个孔,让水从这些孔涌入,逐渐淹没整个地形。不同聚水盆相遇的地方筑坝,将不同区域水隔开,这些水坝就是分水岭/线,也即不同区域之间的边缘

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分水岭分割方法应用在图像的梯度,那么集水处在理论上就对应灰度变化最小的区域, 而分水岭就对应灰度变化相对最大的区域

特点

分水岭算法的问题

  • 梯度图对噪声敏感,直接分割容易造成过分割
  • 太多的分割区域使得其结果没有实用价值

解决办法

  • 对梯度图像先行滤波
  • 应用标记的方法

标记分水岭算法

标记分水岭算法(Marker-based Watershed Algorithm)是一种改进的形态学分水岭算法,用于图像分割和区域分离。与传统的形态学分水岭算法相比,标记分水岭算法引入了种子标记(Marker)的概念,通过手动或自动标记图像中的种子点,以指导分水岭算法的分割过程,从而更准确地分割图像并避免过度分割。

在种子的基础上使用分水岭算法,过程中不再产生新区域

标记分水岭算法在前期分割结果的每个区域内,再进行目标/背景区分,得到最后的目标分割。

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距离变换图的分水岭分割

常用于实现粘连物体的分离

距离变换是针对二值图像的一种变换

距离变换的结果不是另一幅二值图像,而是 一幅灰度级图像,即距离图像,图像中每个像素的灰度值为该像素与距其最近的背景像素间的距离