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原位根系CT序列图像的分割是植物根系三维重建和定量分析的基础，在根系形态的原位、无损检测技术研究中具有举足轻重的地位和作用。本文首先综述了常见图像分割算法，分析了图像分割算法研究中存在的问题；然后通过直方图分析和着色分析，初步确定了根系断层区域的灰度分布范围，并实现了原位根系阈值分割。针对原位根系与周围介质在灰度范围上存在重叠问题引起的阈值分割难题，利用根系在三维空间中的连通性实现了一种原位根系CT图像的三维分割方法，较好地清除了与根系密度相近的介质和杂质像素，获得了清晰的根系区域图像。本文的主要工作如下：
(1)解析了DICOM文件的组织形式，数据元素结构和图像信息，在此基础上构建了myDicom类，实现了原位根系CT序列图像的读取；
(2)根据窗位/窗宽调整显示技术，构建了showDicomImage类，实现了原位根系CT序列图像的增强显示；
(3)通过灰度直方图构建和着色分析，初步确定根系区域的分割阈值，并对对原位根系CT序列图像进行二值化处理，实现了根系区域的阈值分割；
(4)利用区域生长方法找出当前图像中的完整根系区域，并将该区域用线段表和轮廓表表示，再清除掉根系区域以外的其它区域，最后将以线段表表示的区域分割信息填充到该DICOM文件的末尾，供相邻上、下层图像进行三维分割；
(5)以CT序列图像的空间连通性作为约束条件，利用相邻上或下层图像的分割信息(以线段表表示)，实现了对原位根系CT序列图像的三维分割。通过与传统基于边缘检测的分割算法对比分析表明，本文研制的基于根系空间连通性的三维分割算法能够更有效地将根系区域与周围密度相近的介质像素分割开来。
(6)采用面向对象的C＃语言，在Microsoft Visual Studio 2005编程环境下，完成了上述算法的实现，构建了一个原位根系CT序列图像的处理系统。
在对原位根系CT序列图像的直方图分析过程中，本文提出了一种着色分析方法，用明显区别于背景的颜色将一定灰度范围内的像素显示在原始图像中。这种方法与灰度直方图相结合，可以方便、直观地了解原位根系CT序列图像的灰度分布情况，更加快速地交互确定根系区域的灰度分布范围。
针对根系区域与周围介质在灰度分布上存在交叉重叠带来的阈值分割难题，本文以植物根系的空间连通性为约束条件，研制了一种层间递推三维分割方法，有效地清除了与根系密度相近的介质或杂质像素。