一;實驗目的：
1.通過matlab實驗的具體操作來掌握空間影象處理演算法；
2.通過實驗來驗證所學知識，達到學以致用；
3.通過實驗來了解分水嶺演算法的優缺點。
二;實驗原理：
分水嶺分割方法，是一種基於拓撲理論的數學形態學的分割方法，其基本思想是把影象看作是測地學上的拓撲地貌，影象中每一點畫素的灰度值表示該點的海拔高度，每乙個區域性極小值及其影響區域稱為集水盆，而集水盆的邊界則形成分水嶺。分水嶺的概念和形成可以通過模擬浸入過程來說明。在每乙個區域性極小值表面，刺穿乙個小孔，然後把整個模型慢慢浸入水中，隨著浸入的加深，每乙個區域性極小值的影響域慢慢向外擴充套件，在兩個集水盆匯合處構築大壩，即形成分水嶺。
對於分水嶺變換，目前存在著幾種定義，我們這裡所採用的定義是基於沉浸的離散影象的分水嶺變換。
令f：d是一幅灰度影象，它的最大和最小灰度值為h_max和h_min。定義乙個從h_min到h_max的水位h不斷遞增的遞迴過程。
在這個過程中每個與不同的區域性最小相關的匯水盆地都不斷擴充套件，定義x(h)記作在水位h時候匯水盆地的集合的並。在h+1層，乙個連通分量t（h+1）或者是乙個新的區域性最小，或者是乙個已經存在的x(h)中的乙個盆地的擴充套件。對於後者，按鄰接關係計算高度為h+1的每乙個點與各匯水盆地的距離。
如果乙個點與兩個以上的盆地等距離，則它不屬於任何盆地，否則它屬於與它距離最近的盆地。這樣從而產生新的x(h+1)。把在高度h出現的區域性最小記作min（h）。
把y（h+1,x(h)）記作高度為h+1同時屬於x(h)的點的集合。
[x(h\\_min)=\\=t(h\\_min)\\\\ x(h+1)=min(h+1)∪x(h)∪y(h+1,x(h))\\end\\right.', 'altimg': 'b4e64d5cdf23ac9387bb7d012d6783e7.
png', 'w': '395', 'h': '78'}]
分水嶺變換watershed(f)就是x(h_max)的補集：
分水嶺變換由於它以下優點被用在影象處理的許多領域：直觀，快速並且可以平行計算，總是產生完整的邊界，這樣就避免了邊界連線的後處理。而且不少研究人員把分水嶺嵌入到多尺度框架中。
三：實驗內容：
分水嶺具體演算法
imshow ( i) ; title ('灰度圖') ;
se = strel ('disk', 20) ;
itop = imtophat ( i, se) ;
ibot = imbothat ( i, se) ;
figure, imshow ( itoptitle ('梯度變換') ;
figure, imshow ( ibottitle ('3') ;
ienhance = imsubtract ( imadd ( itop, i) , ibot) ;
figure, imshow ( ienhance) , title ('4') ;
iec = im***plement ( ienhance) ;
figure, imshow ( iec ) , title ('5') ;
iemin = imextendedmin ( iec, 50) ;
iimpose = imimposemin ( iec, iemin) ;
figure, imshow ( iemin) ; title ('6') ;
figure, imshow ( iimpose) ; title ('7') ;
wat =watershed ( iimpose) ;
j = label2rgb (wat) ;
figure, imshow ( j) ; title ('分水嶺') ;
四：實驗結果:
五：實驗討論：
由實驗可知，分水嶺演算法還是有一些比較大的缺點。
過度分割。由於大部分影象的梯度圖都有許許多多的區域性最小，所以分水嶺變換的結果是無數的小區域邊界，這樣的結果毫無意義。通常的解決辦法是使用標記的**來減少區域性最小的數量，即使用帶標記的分水嶺變換。
對雜訊的敏感。區域性的一些改變會引起分割結果的明顯改變，強烈的雜訊有時候使得分水嶺變換無法找出真正的邊界。其中的乙個解決辦法是使用各項異性的濾波器。
難以準確檢測出低對比度的邊界。由於對比度低所以使得訊雜比高。所以由於前乙個原因，對這種**分水嶺變換仍然無法很好的工作。
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