1. 基于阈值的方法

  • 全局阈值(如 Otsu 大津法):通过直方图分析,自动寻找一个最佳阈值,把前景与背景分开。

  • 局部/自适应阈值:图像光照不均时,把图像分块分别确定阈值,更鲁棒。

优点:简单快速,适合前景背景对比明显的图像。
缺点:对噪声和光照敏感,复杂场景下效果差。


2. 基于边缘的方法

  • Canny、Sobel、Laplacian 边缘检测:找到强度变化大的边界作为分割依据。

  • 梯度 + 后处理(如 Hough 变换、边缘跟踪)。

优点:能准确捕捉边界信息。
缺点:容易断裂,需要结合区域方法才能得到封闭的分割区域。


3. 基于区域的方法

  • 区域生长:从种子点出发,将相似的邻域像素合并。

  • 区域分裂与合并:根据相似性指标分裂或合并区域。

  • 连通域分析:在二值图像中提取连通的区域。

优点:区域连续性好,适合提取大块目标。
缺点:依赖初始条件,计算量可能大。


4. 基于图论的方法

  • Graph Cut:最小割模型,将图像看作图,优化能量函数分割目标。

  • Normalized Cut:考虑区域间相似性,得到更平衡的分割结果。

优点:全局最优,鲁棒性强。
缺点:计算量大,不适合实时。


5. 基于聚类的方法

  • K-means 聚类:像素特征(灰度/颜色/纹理)聚类,分成若干区域。

  • Mean-Shift:非参数聚类,找到模式分布峰值作为分割区域。

优点:不需要先验标签,能自动分类。
缺点:对聚类数/带宽敏感,速度较慢。


6. 基于频域/变换的方法

  • 小波分解:多尺度特征提取。

  • 傅里叶域分析:适合周期性纹理分割。


7. 基于深度学习的方法(主流)

  • FCN (Fully Convolutional Network):全卷积分割,逐像素预测。

  • U-Net:医学图像常用,编码器-解码器结构。

  • Mask R-CNN:实例分割,能区分同类目标的不同实例。

  • DeepLab (v3+, v4):空洞卷积,多尺度上下文信息。

  • Transformer 分割 (SegFormer, Segment Anything Model):大模型在分割上的应用。

优点:精度高,鲁棒性强,能处理复杂背景。
缺点:需要大量标注数据和计算资源。

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