- 基于阈值的图像分割方法,包括:
- 直方图双峰法
- 固定阈值分割
- 半阈值分割
- 迭代阈值图像分割
- 自适应阈值图像分割等。
一、直方图双峰法
Prewitt 等人于六十年代中期提出的直方图双峰法(也称 mode 法) 是典型的全局单阈值分割方法。
该方法的基本思想是:假设图像中有明显的目标和背景,则其灰度直方图呈双峰分布,当灰度级直方图具有双峰特性时,选取两峰之间的谷对应的灰度级作为阈值。
如果背景的灰度值在整个图像中可以合理地看作为恒定,而且所有物体与背景都具有几乎相同的对比度,那么,选择一个正确的、固定的全局阈值会有较好的效果。算法实现:
找到第一个峰值和第二个峰值, 再找到第一和第二个峰值之间的谷值,谷值就是那个阀值了。
二、 固定阈值分割
- 就是设定一个固定的值, 像素灰度大于就该像素编程0或者255或者其他的,小于的又等于什么的。
这个阈值选什么值呢, 双峰法就是一个阈值产生的方法。
三、 半阈值分割
- 半阈值分割:
在全局阈值的基础上,对特定区域引入局部调整,或通过混合策略(如全局阈值+边缘检测)实现更精细的分割。
四、迭代阈值图像分割
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迭代法是基于逼近的思想,其步骤如下:
- 1. 求出图象的最大灰度值和最小灰度值,分别记为ZMAX和ZMIN,令初始阈值T0=(ZMAX+ZMIN)/2;
- 2. 根据阈值TK将图象分割为前景和背景,分别求出两者的平均灰度值ZO和ZB
- 3. 求出新阈值TK+1=(ZO+ZB)/2;
- 4. 若TK==TK+1,则所得即为阈值;否则转2,迭代计算。
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ZO和ZB怎么求??
- 统计图像灰度直方图
- 找到最大灰度值ZMAX和最小灰度值ZMIN,并计算T0 =(ZMAX+ZMIN)/2
- 计算小于T0的所有灰度的均值ZO和大于T0的所有灰度的均值ZB(用直方图求就可以)。
例如,你的直方图从10到250有值,则T0 = 260/2 = 130.
ZO = Sum(nHist[i] * i) / Sum(nHist[i]); 10 <= i <= 130
BO = Sum(nHist[i] * i) / Sum(nHist[i]); 131 <= i <= 250
- 计算小于T0的所有灰度的均值ZO和大于T0的所有灰度的均值ZB(用直方图求就可以)。
五、自适应阈值图像分割
- 在许多情况下,物体和背景的对比度在图象中不是各处一样的,这时很难用统一的一个阈值将物体与背景分开。
这时可以根据图象的局部特征分别采用不同的阈值进行分割。
实际处理时,需要按照具体问题将图象分成若干子区域分别选择阈值,或者动态地根据一定的邻域范围选择每点处的阈值,进行图象分割。
1). 大津法(OTSU)
最大类间方差法是由日本学者大津于1979年提出的,是一种自适应的阈值确定的方法,又叫大津法,简称OTSU。
它是按图像的灰度特性,将图像分成背景和目标2部分。背景和目标之间的类间方差越大,说明构成图像的2部分的差别越大,当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标都会导致2部分差别变小。因此,使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。Otus算法使用的是聚类的思想,即把图像的灰度数按灰度级分成2个部分,使2个部分的之间的灰度值差异最大,每个部分之内的灰度差异最小的,找到这样的一个灰度级t划分。通过方差的计算实现,即方差最小的值对应的t即是理想的划分。
2). 均值法
思想很简单,就是把图像分成m*n块子图,求取每一块子图的灰度均值(就是所有像素灰度值之和除以像素点的数量),这个均值就是阈值了。
这种方法明显不比大津法好,因为均值法和大津法都是从图像整体来考虑阈值的,但是大津法找了一个类间方差最大值来求出最佳阈值的;
这两种方法子图越多应该分割效果会好一点,但效率可能会变慢。
六、 最佳阈值
阈值的选择需要根据具体问题来确定,一般通过实验来确定。
对于给定的图象,可以通过分析直方图的方法确定最佳的阈值,例如当直方图明显呈现双峰情况时,可以选择两个峰值的中点作为最佳阈值。所谓最佳阈值就是根据一定的方法(例如双峰法),找出图像中目标与背景的分割最佳阈值就是了。
方法多种多样,对不同的图片可以有不同的方法(因为不同的图片有不同的特点)。方法是多种多样的,答案是丰富多彩的。
七、资料
小大小丑的博客:
https://blog.csdn.net/bagboy_taobao_com/article/details/5645425