图像处理与识别是当前应用非常广泛的技术，在各个行业领域发挥着重要的作用。图像分割是由图像处理过渡到图像分析的关键步骤，在图像工程中占据重要的位置，一直是人们研究的热点和难点。数学形态学以其严密的理论体系和直观的几何表示为图像处理问题提供了一种有效的研究方法。将数学形态学应用于图像分割是近年来图像处理中较热的研究点之一。本文对图像分割技术和形态学运算进行了研究，重点研究了分水岭分割和数学形态学在分水岭算法中的应用。本文的主要工作包括如下几个方面：1.阐述了图像分割技术的研究背景和意义，重点对数学形态学在图像处理方面的应用研究和分水岭算法的研究现状进行了分析。2.研究了当前主流的图像分割算法的原理和特点。3.研究了数学形态学的基础知识和理论，主要讨论了数学形态学的基本算法，包括腐蚀、膨胀、开闭运算，以及形态学常见应用：形态学重建运算、形态学滤波器、形态学边缘检测。并运用实例说明形态学基本运算对图像处理后的效果。4.介绍了分水岭算法主要理论及其数学表示。阐述了模拟沉浸算法的思想和实现过程。对分水岭算法实际应用中出现的过分割现象进行了讨论，研究了基于标记的分水岭分割方法，并结合形态学处理实现其分割过程，改善了过分割现象。5.在传统分水岭变换基础上，提出一种新的基于面积过滤的浸没算法，该算法通过改进传统分水岭浸没方式，将对连通成分的面积过滤融入浸没过程中，实现对图像的滤波，同时完成分割。论文通过实验证明了该算法的有效性。