图像分割

1 图像分割

定义

图像分割是指将图像分成若干具有相似性质的区域的过程,主要有基于阈值、基于区域、基于边缘、基

于聚类、基于图论和基于深度学习的图像分割方法等。

分类

语义分割实例分割。

分割原则

使划分后的子图在内部保持相似度最大,而子图之间的相似度保持最小

2 固定阈值图像分割

基本思想:

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。

函数:cv2.threshold(src, thresh, maxval, type)

参数说明:

参数1:原图像

参数2:对像素值进行分类的阈值

参数3:当像素值高于(小于)阈值时,应该被赋予的新的像素值,

参数4:第四个参数是阈值方法。

返回值:函数有两个返回值,一个为retVal(阈值大小),一个阈值化处理之后的图像。

3 自动阈值图像分割

3.1 自适应阈值法

自适应阈值会每次取图片的一小部分计算阈值,这样图片不同区域的阈值就不尽相同,适用于明暗分布不均的图片。

函数:cv2.adaptiveThreshold()

•参数说明:

参数1:要处理的原图

参数2:最大阈值,一般为255

参数3:小区域阈值的计算方式

ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C:小区域内取均值

ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C:小区域内加权求和,权重是个高斯核

参数4:阈值方式(跟前面讲的那5种相同)

参数5:小区域的面积,如11就是11*11的小块

参数6:最终阈值等于小区域计算出的阈值再减去此值

3.2 迭代法阈值分割

步骤:

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;

5 .使用计算后的阈值进行固定阈值分割。

3.2 Ostu大津法

最大类间方差法,1979年日本学者大津提出,是一种基于全局阈值的自适应方法。

灰度特性:图像分为前景和背景。当取最佳阈值时,两部分之间的差别应该是最大的,衡量差别的标准为最大类间方差。

直方图有两个峰值的图像,大津法求得的T近似等于两个峰值之间的低谷。

证明:

符号说明:

T:图像I(x,y)前景和背景的分割阈值;

ω1:属于前景的像素点数占整幅图像的比例记,其平均灰度μ1;

ω2:背景像素点数占整幅图像的比例为,其平均灰度为μ2;

μ:图像的总平均灰度;

g:类间方差;

N1:设图像的大小为M×N,图像中像素的灰度值小于阈值T的像素个数;

N2:像素灰度大于阈值T的像素个数。

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