Wasserscheidenalgorithmus

Die Wasserscheidentransformation (WST; engl. Watershed Transformation) ist ein Verfahren zur Segmentierung innerhalb der Bildverarbeitung.

Prinzip

Die Länge der Gradienten wird hierbei als Höheninformation interpretiert. Bei der sukzessiven Flutung des Grauwertgebirges werden Wasserscheiden zwischen aneinandergrenzenden Staubecken errichtet. Dieser Flutungsprozeß wird auf dem Gradientenbild durchgeführt, d. h. die Wasserscheiden sollen sich später entlang starker Kanten errichten. In der Regel resultiert daraus eine Übersegmentierung des Bildes, insbesondere bei verrauschtem Bildmaterial, z. B. medizinische CT-Daten. Das Bild muss entweder vorbearbeitet werden oder die Regionen anschließend in einem Merge-Schritt anhand eines Ähnlichkeitskriteriums zusammengefasst werden.

Varianten

Bei der hierarchischen WST wird das Ergebnis in eine Graphendarstellung umgewandelt (das heißt die Nachbarschaftsbeziehungen der segmentierten Regionen werden festgestellt) und darauf werden rekursiv weitere WST durchgeführt. Problem: Die Wasserscheiden werden dabei immer breiter.

Bei der markerbasierten WST erfolgt die Flutung nur von bestimmten Markerpositionen aus, die der Benutzer zuvor interaktiv gesetzt hat oder die mittels morphologischer Operatoren zuvor gewonnen wurden.

Bei interaktiven Varianten der WST ist es möglich, so genannte Include- und Exclude-Punkte zu setzen bzw. künstliche Wasserscheiden zu errichten, um das Segmentierungsergebnis zu verbessern.