20、图像分割技术：连通分量分析、曲线分割与主动轮廓

图像分割技术：连通分量分析、曲线分割与主动轮廓

1. 连通分量分析

连通分量分析是图像分割中的重要技术，用于将图像中的连通区域进行标记和分析。这里介绍一种区域生长算法的示例及相关概念。

1.1 区域生长算法示例

在区域生长算法的执行过程中，有一个栈用于存储待处理的像素点。以下是算法执行过程的部分示例：
- 第5步 ：栈中弹出 ⟨3, 3⟩ 像素，在图像 L 中将其标记为 1，检查发现该像素没有未标记的 4 - 邻域像素。此时栈为空，图像 L 更新为：

7 6 5 4 3 2 1
⎡
⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎢⎣
0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 1
1 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0
⎤
⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎥⎦
1 2 3 4

• 第6步 ：再次尝试从栈中弹出元素，得到“栈为空”的返回值，由于所有黑色像素都已标记，算法结束。

这种区域生长算法只是连通分量分析的策略之一，还有比它更快的策略，例如一些能以光栅扫描速率运行的方法。

1.2 迭代式连通分量分析

传统的区域生长技术虽然能得到封闭区域，但对于高分辨率图像，计算量可能过大。因此，提出了一种替代的迭代算法。

该算法基于图像像素间的等价关系。两个像素 a 和 b 若属于图像的同一区域，则定义为等价（记为 R(a, b)），这种关系具有自反性（R(a, a)）、对称性（R(a, b) ⇒