自从Mandelbrot提出分形的概念以来,分形学已发展成为一门横跨自然科学和社会科学各研究领域的新兴学科。分形几何理论是上世纪80年代发展起来的一个全新数学分支,解决了传统几何学对具有强烈不规则边缘几何体无法进行数学描述与处理的重大难题。分形理论的创立为图像分割技术开辟了新的途径。图像分割是图像处理中的一项关键技术,目的在于把目标从背景中分离出来,是图像处理领域中的一个典型难题。本文首先介绍了分形理论产生的背景以及近年来发展的状况。课题主要先针对目前图像分割经常使用的两种方法进行研究。一是梯度法的各种算子,例如Sobel算子、Candy算子等方法对图像进行分割,分析研究在有无噪声条件下图像分割的效果可以看出其抗噪性差,会造成噪声误判的缺点。二是分析研究基于分形理论的数字图像分割技术,包括“毯子法”等分形模型和求解分形维数的各种方法、图像分割的各种方法和图像分割特征等,得出其图像处理效果好但处理速度慢的结论。最后根据分析研究结果总结上述两类方法处理图像的优缺点,提出了一种基于分形理论的改进盒维法,利用两个创新点在保证图像分割精度的基础上,大大提高了图像分割的速度。对此算法在实际中的应用本文用专门的篇章进行了详细的讨论。最后将该分形算法应用于航空航天类图像处理中,取得了良好的效果,并提出了一些改进建议。