图像分割的目的是

实验四 图像分割（2学时） 一、实验目的 1. 掌握边缘检测的算法原理，比较不同算子检测边缘的差异，了解边缘检测算法的用途。 2. 掌握利用形态学操作和 Hough 变换相结合的方法检测图像中的直线。 3. 训练综合运用图像处理知识和方法解决基本应用问题的能力。 二、实验内容 1. 选一幅灰度图像（或将彩色图像转换为灰度图像），转换为双精度类型，分别在不添加和添加高斯噪声（均值为 0，方差为 0.01）的情况下，利用不同的边缘检测算子（Sobel、Prewitt、Roberts、LoG和Canny等）进行边缘检测，记录仿真结果，并比较分析不同算子的检测效果。 2. 选一幅灰度图像（或将彩色图像转换为灰度图像），利用形态学操作和 Hough 变换相结合的方法检测给定图像中的直线。 3. （选做题）综合运用所学图像处理知识和方法完成： 1) 对给定图像（如coins.png或rice.png）进行分割，估计图像中目标的个数（如coins.png图像中的硬币数或rice.png图像中的米粒数）； 2) 进一步估计给定图像中目标的几何尺寸（以像素为单位，如：coins.png图像中每个硬币的半径，或rice.png图像中每个米粒的面积）； 3) 进一步利用目标的几何尺寸，计算其它统计量（如：coins.png图像中所有硬币的总金额，每种硬币面值视为已知且可自定义；或rice.png图像中所有米粒的重量，单位面积的米粒重量视为已知且可自定义）。 （注：输入图像可参考群共享文件exp_ref_images_data.zip并从中选取） 三、预备知识（预习内容） 1. 教材中有关图像分割、图像形态学处理的概念及基本原理，包括不同的边缘检测算子，直线检测，霍夫（Hough）变换，结构元素，图像膨胀、腐蚀、开运算、闭运算等。 2. 查阅资料，掌握相关Matlab函数用法：edge, im2double, hough, houghlines, houghpeaks, strel, imdilate, imerode, imclose,imopen, imfill，bwlabe等。 四、实验条件 1. 装有Matlab软件的PC机； 2. 教材及其它参考资料，书写笔，记录本； 3. 移动式存储器（U盘或移动硬盘等）。 五、实验报告 1. 实验源代码、实验结果（截图）及分析； 2. 实验小结。 六、注意事项 1. 实验内容采用Matlab编程完成，不提供参考代码（请务必提前预习实验内容）。 2. 可以使用Matlab图像处理工具箱自带的函数完成实验（用法可参考帮助文档中的说明及示例），但为了加深同学们对图像处理算法的理解，鼓励学自主编写Matlab函数实现实验中的一些图像处理功能。例如：对一些重要知识点，如图像直方图计算，Matlab函数为imhist，可以自己编程实现并命名为 my_imhist，参数可自定义；而像imread、imshow等基本输入输出函数可以直接使用。 3. 实验程序中要能合理显示或保存相关图像信息，实验报告中要能正确评价处理结果，并从理论上做出合理解释。 4. 实验内容比较灵活，编程没有标准答案，请独立完成，严禁相互抄袭。 5. 文件命名建议： a) 实验源程序（M文件）命名：主程序建议格式如exp_1_1.m（表示实验1的第1个内容的主程序，下同）, exp_1_2.m, exp_1_3.m等；若有其它函数文件则直接以函数名命名，如 my_histeq.m） b) 实验报告命名：实验几_学号_姓名.docx, 如: 实验四_201704135XXX_张三.docx c) 实验源程序（M文件）与实验报告一起打包提交，打包文件名：实验几_学号_姓名, 如：实验四_201704135XXX_张三. zip （或.rar）

A、多种分割算法的结合更为有效

B、分割需要利用地学领域的相关知识和地物光谱知识

C、分割算法面向具体的图像和目标，往往没有通用的方法

D、分割效果有着定量的评价标准

A. 图像中应仅有一个目标

B. B.图像直方图应有两个峰

C. C.图像中目标和背景应一样大

D. D.图像中目标灰度应比背景大

A、手工分割方法能将感兴趣的目标区域分离出来，但分割边界不准确

B、全自动分割算法能准确分割目标区域，但需要繁琐的人工操作

C、半自动分割方法较手工分割方法操作简单

D、全自动分割算法是研究最多的图像分割算法，较手工分割算法操作简单

A、梯度法

B、自适应阈值法

C、最大方差比阈值法

D、分水岭法

此题为判断题(对，错)。

A、对图像进行增强，获取一张更清晰的图像

B、对图像进行处理，对不感兴趣的目标进行抑制

C、对感兴趣的目标进行分割，从图像中提取出目标

D、对感兴趣的目标进行识别，判断是或不是

1、 图像与灰度直方图间的对应关系是：（ ） A、一一对应 B、多对一 C、一对多 D、都不对 2、一幅灰度级均匀分布的图象，其灰度范围在[0，255]，则该图象的信息量为（ ）。 A、0 B、255 C、6 D、8 3.图像灰度方差说明了图像哪一个属性。（ ） A、平均灰度 B、图像对比度 C、图像整体亮度 D、图像细节 4、 一幅256*256的图像，若灰度级数为16，则该图像的大小是：（ ） A、128KB B、32KB C、1MB D、2MB 5、高频增强滤波器由于相对削弱了低频成分，因而滤波所得的图像往往偏暗，对比度差，所以常常需要在滤波后进行：（ ） A、直方图均衡化； B、低频加强； C、图像均匀加亮； D、中值滤波； 6、利用直方图取单阈值方法进行图像分割时：（ ） A、图像中应仅有一个目标 B、图像直方图应有两个峰 C、图像中目标和背景应一样大 D、图像中目标灰度应比背景大 7、.图像灰度的变化可以用图像的（ ）反映。 A、梯度 B、对比度 C、亮度 D、色度 8、如果将图像中对应直方图中偶数项的像素灰度均用相应的对应直方图中奇数项的像素灰度代替，所得到的图像将：（多选）（ ） A、亮度减小； B、亮度增加； C、对比度减小； D、对比度增加。 9.采用幂次变换进行灰度变换时，当幂次取大于1时，该变换是针对如下哪一类图像进行增强。（ ） A、图像整体偏暗 B、图像整体偏亮 C、图像细节淹没在暗背景中 D、图像同时存在过亮和过暗背景 10.确定隶属函数的主要方法（ ） A、模糊统计法 B、例证法 C、专家经验法 D、以上都不正确

A、封闭的

B、连通的

C、封闭且连通的

D、封闭但不必须连通的

此题为判断题(对，错)。