C#:常见阈值分割算法(自适应阈值分割 )

一、自适应阈值分割

1、核心原理

  • 通过局部区域的平均值(或加权平均)来确定每个像素的阈值:

2、算法功能

  • 自适应阈值分割能处理图像中光照不均的情况,尤其适合处理背景和前景亮度差异较大的图像。

3、算子参数

Cv2.AdaptiveThreshold(Mat src, Mat dst, double maxValue, AdaptiveThresholdTypes adaptiveMethod, ThresholdTypes thresholdType, int blockSize, double C);

  • src:输入图像(单通道灰度图像)。
  • dst:输出图像(处理后的二值化图像)。
  • maxValue:当像素值大于局部阈值时的最大值。
  • adaptiveMethod:自适应方法,如 GaussianC 或 MeanC。
  • thresholdType:阈值类型,通常为 Binary 或 BinaryInv。
  • blockSize:计算局部阈值时使用的邻域大小,必须是奇数。
  • C:常数,用于从局部均值中减去的值。

4、使用场景

  • 适用于光照不均匀的图像,如文档图像、自然场景中的目标分割。
  • 常用于处理具有不同亮度条件的图像,如阳光直射或阴影区域。

5、使用注意事项

  • 块大小:选择合适的块大小非常重要,较小的块适合局部光照变化较小的图像,较大的块适合全图光照变化较大的图像。
  • 常数C:常数C决定了阈值的灵敏度,较大的C值使得算法更保守,较小的C值容易将背景判定为前景。

6、优缺点

  • 优点:适应光照变化强,能够自动调整阈值。
  • 缺点:计算复杂度较高,特别是大图像时会消耗较多的计算资源。

7、运行时间优化方法

  • 调整邻域块大小:使用较小的块大小可以减少计算量,但可能会损失一定的效果。
  • 并行处理:对于大图像,可以利用多线程或GPU加速来提高速度。

8、示例

using OpenCvSharp;

// 读取图像
Mat src = Cv2.ImRead("image.jpg", ImreadModes.Grayscale);

// 进行自适应阈值分割
Mat dst = new Mat();
Cv2.AdaptiveThreshold(src, dst, 255, AdaptiveThresholdTypes.GaussianC, ThresholdTypes.Binary, 11, 2);

// 显示结果
Cv2.ImShow("Adaptive Threshold", dst);
Cv2.WaitKey(0);
Cv2.DestroyAllWindows();

  • 在此例中,使用高斯加权均值计算局部区域的阈值,块大小为 11,常数C为2,这些参数适用于光照变化较大的图像。

9、结合其他相关算法搭配使用

  • 可与 Cv2.Canny() 边缘检测结合,进行图像的边缘提取。
  • 可与 Cv2.MorphologyEx() 的形态学操作结合,用于进一步处理自适应分割后的结果。

10、相似或平替算法

  • 局部二值模式 (Local Binary Pattern, LBP):
    可用于图像的纹理分类,虽然它与阈值分割不同,但可以用作另一种分割的替代方法。

二、资料

技能拾荒者《8-OpenCVSharp--常见阈值分割算法使用方法》:
https://blog.csdn.net/weixin_45590420/article/details/143787344
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