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图像自适应阈值分割
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图像分割
图像分割指图像分成各具特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程,它是由图像处理到图像分析的关键步骤,在图像分割的基础上才能对目标进行特征提取和参数测量。分割算法有阈值法、边界探测法和匹配法等。
近年来,出现了很多种阈值选取法,其中最大类间方差法是最常用的。该方法用于普通图像时,可以获得良好的分割效果,但是应用于复杂背景的图像时,不能将目标从背景中分割出来,这是一种自适应阈值分割方法。
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灰度图像自适应阈值分割——OTSU算法
OTSU算法也称最大类间方差法,有时也称之为大津算法,被认为是图像分割中阈值选取的最佳算法,计算简单,不受图像亮度和对比度的影响,因此在数字图像处理上得到了广泛的应用。
它是按图像的灰度特性,将图像分成背景和前景两部分。背景和前景之间的类间方差越大,说明构成图像的两部分的差别越大,当部分前景错分为背景或部分背景错分为前景都会导致两部分差别变小。因此,使类间方差最大的分割意味着错分概率最小。即OTSU算法以最佳门限将图像灰度直方图分割成两部分,使两部分类间方差取最大值,即分离性最大。
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1、计算直方图并归一化histogram
可以得到图像灰度级1~M,第i级像素个,总像素数为N,则第i级灰度出现的概率为
2、计算图像灰度均值
OTSU算法步骤:
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3、计算直方图的零阶w[i]和一级距u[i]
OTSU算法步骤:
对一级矩作以下处理:
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4、计算并找到最大的类间方差对应此最大方差的灰度值即为要找的阈值
5、用找到的阈值二值化图像
OTSU算法步骤:
类间方差:
即:
k从1~M变化,是类间方差最大的k即为所求之最佳门限。
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实验结果与原图对比
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彩色图像自适应阈值分割算法:
——三维空间LEGION方法
1、阈值的确定
Rr表示当前像素红色分量的阈值
Rg表示当前像素绿色分量的阈值
Rb表示当前像素蓝色分量的阈值
p1表示当前像素,p1(r)代表当前像素的红色分量,Rmax是当前图像中红色分量最大值,[Wmin,Wmax]是用户选取的最小和最大权值范围。
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如果两个像素p1和p2满足:
其中
我们就认为p1和p2是属于同一个区域中的。
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算法详细过程
1、初始化:所有的像素都未作标记。
2、确定种子点并进行扩充
图像中,如果某个像素点未标记,并且它邻域内与它相似点的个数大于A(某个给定的值),我们就把当前的标记赋给它,以它为标准,扩充区域,就会给那些该种子点沿某条路径可以到达且未做标记的相似像素作上标记。当前标记+1,寻找下个种子点,进行扩充。如此一直循环到所有像素点都经过扫描。
3、将所有未被标记的像素标记为-1(背景点)。
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