区域生长法：基于图像特性的有效分割方法

2023-11-24 理论教育版权反馈

【摘要】：但是大多数区域分割都是非规则的形状，这时可以采用基于区域特性的图像分割方法，例如区域生长法、区域合并分裂法等。区域生长法也称为区域扩张法，其基本步骤可以如下描述。3）将获得的新区域当做新的种子区域继续进行2）的过程，直到没有满足条件的像素点时停止生长。4）区域生长停止的条件即合适种子点停止生长。一般情况下，区域生长停止条件是结合生长准则来进行合理的设定。

Hough变换适用于检测已知形状的直线与曲线。但是大多数区域分割都是非规则的形状，这时可以采用基于区域特性的图像分割方法，例如区域生长法、区域合并分裂法等。

已经知道，图像分割的目的就是把一幅图像划分成一些区域，每个区域内部的各个像素具有相似的性质。区域生长法的基本思想是，把图像分割成若干个小区域（极端情况下是每个像素），然后比较相邻小区域的特征相似性，若相邻小区域的特征足够相似，则把它们聚集起来形成一个特定的区域；相似小区域不断合并，直到不能继续扩张为止；最后就形成了若干个特征不同的各个区域。

区域生长法也称为区域扩张法，其基本步骤可以如下描述。

1）对每个要分割的区域找一个种子小区域作为生长起点。

2）考察种子区域周围的小区域（种子区域的邻域），若某个区域与种子区域具有相同或相似性质的特征（根据某种事先确定的生长或相似准则来判断），再把该邻域合并到种子区域所在的区域中。

3）将获得的新区域当做新的种子区域继续进行2）的过程，直到没有满足条件的像素点时停止生长。

可见，为了实现区域生长的目标，就必须确定下几个必要的参数：(www.chuimin.cn)

1）选择合适的生长种子点选取的种子点可以是单个像素，也可以是包括若干个像素的子区域，原则上是选取具有代表性的点。

2）确定适当的特征相似性度量即选择合适的特征参数描述小区域之间的相似性。大部分区域相似性准则使用图像的局部性质，如灰度、颜色、纹理、梯度等。

3）生长准则即相似到什么程度的小区域或像素可以划分为同一个区域，或者说两个小区域或像素之间具有何种差异可以认为是属于不同的区域。生长准则大多采用的是与种子点的距离度量。种子点可以随着区域的生长而变换，也可以设定为一个固定的数值。

4）区域生长停止的条件即合适种子点停止生长。一般情况下，区域生长停止条件是结合生长准则来进行合理的设定。判定生长停止的阈值可以是确定的值，也可以是随着生长而变化的值。

根据区域增长所采用的邻域（区域特点）方式和相似性准则的不同，可以把区域生长法分为考察像素之间相似性的简单区域增长、考察像素与小区域之间相似性的质心型区域增长法及考察区域与区域之间相似性的混合型区域生长法。

采用区域生长法进行区域分割的具体方法总是与相似性的判别准则相对应的。下面介绍两种典型的、基于灰度特性相似性的区域生长方法：基于灰度级差的区域生长法与基于灰度分布相似性的生长方法。

区域生长法：基于图像特性的有效分割方法

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