مروری بر الگوریتم Watershed و نقش آن در بخش بندی تصاویر دیجیتال

بخش بندی تصویر یکی از مهم ترین مراحل در پردازش تصویر و بینایی ماشین به شمار می رود و نقش اساسی در استخراج اطلاعات مفید از تصاویر دیجیتال ایفا می کند. هدف از این فرآیند، تقسیم تصویر به نواحی همگن به گونه ای است که هر ناحیه نمایانگر یک شیء یا بخشی از یک شیء باشد. دقت بخش بندی تاثیر مستقیمی بر عملکرد سامانه های تشخیص، ردیابی و تحلیل تصویر دارد؛ ازاین رو روش های متعددی برای انجام این فرآیند ارائه شده است. الگوریتم Watershed یکی از شناخته شده ترین روش های بخش بندی مبتنی بر ریاضیات مورفولوژیکی است که با الهام از مفهوم حوزه های آبخیز در زمین شناسی، مرز میان نواحی مختلف تصویر را استخراج می کند. سادگی پیاده سازی، دقت مناسب در تعیین مرزها و قابلیت ترکیب با سایر روش های پردازش تصویر، این الگوریتم را به یکی از روش های پرکاربرد در حوزه هایی نظیر تصاویر پزشکی، بینایی ماشین، کنترل کیفیت صنعتی و سنجش از دور تبدیل کرده است. در این مقاله، ابتدا مبانی بخش بندی تصویر معرفی شده، سپس اصول عملکرد الگوریتم Watershed، انواع روش های پیاده سازی، کاربردها و روند کلی اجرای این الگوریتم مورد بررسی قرار می گیرد.