otsu自适应阈值分割的算法描述和opencv实现,及其在肤色检测中的应用

otsu自适应阈值分割的算法描述和opencv实现,及其在肤色检测中的应用
otsu自适应阈值分割的算法描述和opencv实现,及其在肤色检测中的应用

otsu算法选择使类间方差最大的灰度值为阈值,具有很好的效果

算法具体描述见otsu论文,或冈萨雷斯著名的数字图像处理那本书

这里给出程序流程:

1、计算直方图并归一化histogram

2、计算图像灰度均值avgValue.

3、计算直方图的零阶w[i]和一级矩u[i]

4、计算并找到最大的类间方差(between-class variance)

variance[i]=(avgValue*w[i]-u[i])*(avgValue*w[i]-u[i])/(w[i]*(1-w[i]))

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

我在代码中做了一些优化,所以算法描述的某些地方跟程序并不一致

otsu代码,先找阈值,继而二值化

// implementation of otsu algorithm

// author: onezeros(@https://www.360docs.net/doc/007074646.html,)

// reference: Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing Using MATLAB void cvThresholdOtsu(IplImage* src, IplImage* dst)

{

int height=src->height;

int width=src->width;

//histogram

float histogram[256]= {0};

for(int i=0; i

{

unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i;

for(int j=0; j

{

histogram[*p++]++;

}

}

//normalize histogram

int size=height*width;

for(int i=0; i<256; i++)

{

histogram[i]=histogram[i]/size;

}

//average pixel value

float avgValue=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

avgValue+=i*histogram[i];

}

int threshold;

float maxVariance=0;

float w=0,u=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

w+=histogram[i];

u+=i*histogram[i];

float t=avgValue*w-u;

float variance=t*t/(w*(1-w));

if(variance>maxVariance)

{

maxVariance=variance;

threshold=i;

}

}

cvThreshold(src,dst,threshold,255,CV_THRESH_BINARY);

}

// implementation of otsu algorithm

// author: onezeros(@https://www.360docs.net/doc/007074646.html,)

// reference: Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing Using MATLAB void cvThresholdOtsu(IplImage* src, IplImage* dst)

{

int height=src->height;

int width=src->width;

//histogram

float histogram[256]= {0};

for(int i=0; i

{

unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i;

for(int j=0; j

{

histogram[*p++]++;

}

}

//normalize histogram

int size=height*width;

for(int i=0; i<256; i++)

{

histogram[i]=histogram[i]/size;

}

//average pixel value

float avgValue=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

avgValue+=i*histogram[i];

}

int threshold;

float maxVariance=0;

float w=0,u=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

w+=histogram[i];

u+=i*histogram[i];

float t=avgValue*w-u;

float variance=t*t/(w*(1-w));

if(variance>maxVariance)

{

maxVariance=variance;

threshold=i;

}

}

cvThreshold(src,dst,threshold,255,CV_THRESH_BINARY);

}

更多情况下我们并不需要对每一帧都是用otsu寻找阈值,于是可以先找到阈值,然后用找到的阈值处理后面的图像。下面这个函数重载了上面的,返回值就是阈值。只做了一点改变

// implementation of otsu algorithm

// author: onezeros(@https://www.360docs.net/doc/007074646.html,)

// reference: Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing Using MATLAB

int cvThresholdOtsu(IplImage* src)

{

int height=src->height;

int width=src->width;

//histogram

float histogram[256]= {0};

for(int i=0; i

{

unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i;

for(int j=0; j

{

histogram[*p++]++;

}

}

//normalize histogram

int size=height*width;

for(int i=0; i<256; i++)

{

histogram[i]=histogram[i]/size;

}

//average pixel value

float avgValue=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

avgValue+=i*histogram[i];

}

int threshold;

float maxVariance=0;

float w=0,u=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

w+=histogram[i];

u+=i*histogram[i];

float t=avgValue*w-u;

float variance=t*t/(w*(1-w));

if(variance>maxVariance)

{

maxVariance=variance;

threshold=i;

}

}

return threshold;

}

// implementation of otsu algorithm

// author: onezeros(@https://www.360docs.net/doc/007074646.html,)

// reference: Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing Using MATLAB

int cvThresholdOtsu(IplImage* src)

{

int height=src->height;

int width=src->width;

//histogram

float histogram[256]= {0};

for(int i=0; i

{

unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i;

for(int j=0; j

{

histogram[*p++]++;

}

}

//normalize histogram

int size=height*width;

for(int i=0; i<256; i++)

{

histogram[i]=histogram[i]/size;

}

//average pixel value

float avgValue=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

avgValue+=i*histogram[i];

}

int threshold;

float maxVariance=0;

float w=0,u=0;

for(int i=0; i<256; i++)

{

w+=histogram[i];

u+=i*histogram[i];

float t=avgValue*w-u;

float variance=t*t/(w*(1-w));

if(variance>maxVariance)

{

maxVariance=variance;

threshold=i;

}

}

return threshold;

}

我在手的自动检测中使用这个方法,效果很好。

下面是使用上述两个函数的简单的主程序,可以试运行一下,如果处理视频,要保证第一帧时,手要在图像中。

#include

#include

#include

#pragma comment(lib,"cv210d.lib")

#pragma comment(lib,"cxcore210d.lib")

#pragma comment(lib,"highgui210d.lib")

#include

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)

{

#ifdef VIDEO //video process

CvCapture* capture=cvCreateCameraCapture(-1);

if (!capture)

{

cout<<"failed to open camera"<

exit(0);

}

int threshold=-1;

IplImage* img;

while (img=cvQueryFrame(capture))

{

cvShowImage("video",img);

cvCvtColor(img,img,CV_RGB2YCrCb);

IplImage* imgCb=cvCreateImage(cvGetSize(img),8,1);

cvSplit(img,NULL,NULL,imgCb,NULL);

if (threshold<0)

{

threshold=cvThresholdOtsu(imgCb);

}

//cvThresholdOtsu(imgCb,imgCb);

cvThreshold(imgCb,imgCb,threshold,255,CV_THRESH_BINARY);

cvErode(imgCb,imgCb);

cvDilate(imgCb,imgCb);

cvShowImage("object",imgCb);

cvReleaseImage(&imgCb);

if (cvWaitKey(3)==27) //esc

{

break;

}

}

cvReleaseCapture(&capture);

#else //single image process

const char* filename=(argc>=2?argv[1]:"cr.jpg");

IplImage* img=cvLoadImage(filename,CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);

cvThresholdOtsu(img,img);

cvShowImage( "src", img );

char buf[256];

sprintf_s(buf,256,"%s.otsu.jpg",filename);

cvSaveImage(buf,img);

cvErode(img,img);

cvDilate(img,img);

cvShowImage( "dst", img );

sprintf_s(buf,256,"%s.otsu.processed.jpg",filename);

cvSaveImage(buf,img);

cvWaitKey(0);

#endif

return 0;

}

#include

#include

#include

#pragma comment(lib,"cv210d.lib")

#pragma comment(lib,"cxcore210d.lib")

#pragma comment(lib,"highgui210d.lib")

#include

using namespace std;

int main(int argc, char** argv)

{

#ifdef VIDEO //video process

CvCapture* capture=cvCreateCameraCapture(-1);

if (!capture)

{

cout<<"failed to open camera"<

exit(0);

}

int threshold=-1;

IplImage* img;

while (img=cvQueryFrame(capture))

{

cvShowImage("video",img);

cvCvtColor(img,img,CV_RGB2YCrCb);

IplImage* imgCb=cvCreateImage(cvGetSize(img),8,1);

cvSplit(img,NULL,NULL,imgCb,NULL);

if (threshold<0)

{

threshold=cvThresholdOtsu(imgCb);

}

//cvThresholdOtsu(imgCb,imgCb);

cvThreshold(imgCb,imgCb,threshold,255,CV_THRESH_BINARY);

cvErode(imgCb,imgCb);

cvDilate(imgCb,imgCb);

cvShowImage("object",imgCb);

cvReleaseImage(&imgCb);

if (cvWaitKey(3)==27) //esc

{

break;

}

}

cvReleaseCapture(&capture);

#else //single image process

const char* filename=(argc>=2?argv[1]:"cr.jpg");

IplImage* img=cvLoadImage(filename,CV_LOAD_IMAGE_GRAYSCALE);

cvThresholdOtsu(img,img);

cvShowImage( "src", img );

char buf[256];

sprintf_s(buf,256,"%s.otsu.jpg",filename);

cvSaveImage(buf,img);

cvErode(img,img);

cvDilate(img,img);

cvShowImage( "dst", img );

sprintf_s(buf,256,"%s.otsu.processed.jpg",filename);

cvSaveImage(buf,img);

cvWaitKey(0);

#endif

return 0;

}

阈值分割法代码

clc;clear; I = imread('cameraman.tif'); figure; imshow(I); title('原图像'); I = double(I); [n,m] = size(I); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%迭代法求阈值 T =ones(100,1); T(2) = ( min(I(:)) + max(I(:)) )/2; T(1) = 0; t = 2; while abs(T(t)-T(t-1))>1 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% a = 0; A = 0; b = 0; B = 0; for i = 1:n for j = 1:m if I(i,j) < T(t) a = a + 1; A = A + I(i,j); else %%循环的主体 b = b + 1; B = B + I(i,j); end end end u1 = A/a; u2 = B/b; t = t+1; T(t) = 0.5*(u1 + u2); %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% end %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%根据迭代法求得的阈值进行分割 for i = 1:n for j = 1:m if I(i,j)

根据阈值的图像分割方法

课程结业论文 课题名称基于阈值的图像分割方法姓名湛宇峥 学号1412202-24 学院信息与电子工程学院专业电子信息工程 指导教师崔治副教授

2017年6月12日 湖南城市学院课程结业论文诚信声明 本人郑重声明:所呈交的课程结业论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担

目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (2) KEY WORDS (2) 引言 (3) 1基于点的全局阈值选取方法 (4) 1.1最大类间交叉熵法 (5) 1.2迭代法 (6) 2基于区域的全局阈值选取方法 (7)

2.1简单统计法 (8) 2.3 直方图变化法 (9) 3局部阈值法和多阈值法 (10) 3.1水线阈值算法 (11) 3.2变化阈值法 (12) 4仿真实验 结论 (12) 参考文献 (13) 附录

基于阈值的图像分割方法 摘要:图像分割多年来一直受到人们的高度重视,至今这项技术也是趋于成熟,图像分割方法类别也是不胜枚举,近年来每年都有上百篇有关研究报道发表。图像分割是由图像处理进到图像分析的关键环节,是指把图像分成各具特性的区域并提取出有用的目标的技术和过程。在日常生活中,人们对图片的要求也是有所提高,在对图像的应用中,人们经常仅对图像中的某些部分感兴趣,这些部分就对应图像中的特定的区域,为了辨识和分析目标部分,就需要将这些有关部分分离提取出来,因此就要应用到图像分割技术。 关键词:图像分割;阈值;matlab

图像阈值分割技术研究

图像阈值分割技术研究 一、 研究目的 图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提.同时它也是一个经典难题,到目前为止既不存在一种通用的图像分割方法,也不存在一种判断是否分割成功的客观标准,图像阈值分割即是其中的一种方法。 阈值分割技术因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术,已被应用于很多的领域,在很多图像处理系统中都是必不可少的一个环节。 二、 研究思路 阈值分割图像的基本原理描述如下:利用图像中要提取的目标物与其背景在灰度特性上的差异,把图像视为具有不同灰度级的两类区域(目标和背景)的组合,选取一个合适的阈值,以确定图像中每个像素点应该属于目标区域还是背景区域,从而产生对应的二值图像。 即:()()()? ??≥<=.,1. ,0,T y x I T y x I j i B 三、 研究内容 (一)原理研究 图像阈值分割的方法有很多,在这里就其中三种方法进行研究,迭代法, OUTS 法,以及双峰法。 方法一:迭代法 方法原理: 开始时候选择一个阈值作为初始估计值,然后按着某种策略不断得改进这个估计值,直到满足给定的准则为止。 (1) 求出图像最大灰度值Max 和最小灰度值Min ,初始阈值估计值 T 0.=(Max+Min)*0.5. (2) 用T 0将图像分割为目标和前景。图像分成两组像素:Z 1由所有灰度值大 于或等于T 0的像素组成,而Z 0由所有灰度值小于T 0的像素组成。 (3) 分别求出两者区域中的所有像素计算平均灰度值a 1和a 2。 (4) 计算新的阈值T1=(a 1+a 2)*0.5. (5) 如果|T i+1-T i |<0.5,则退出循环,T i+1即为所求阈值;否则,将T i+1复制给 T i ,重复(2)~(5)。 源程序:

基于阈值的灰度图像分割

对以CPT算法为主的灰度阈值化方法的研究 目录: 第一章:绪论 第二章:图像的预处理 第三章:图像分割概述 第四章:灰度阈值化图像分割方法 第五章:CPT算法及其对它的改进 第六章:编程环境及用PhotoStar对改进的CPT算法和其他算法的实现 第七章:实验结果与分析 第一章:绪论 1.1数字图像处理技术的发展 人类传递信息的主要媒介是语音和图像。据统计,在人类接受的信息中,听觉信息占20%,视觉占60%,其他如味觉、触觉、嗅觉总的加起来不过占20%。所以,作为传递信息的重要媒体和手段——图像信息是十分重要的。【5】对于图像信息的处理,即图像处理当然对信息的传递产生很大影响。 数字图像处理技术起源于20世纪20年代,当时通过海底电缆从伦敦到纽约传输了一幅图片,它采用了数字压缩技术。1964年美国的喷气处理实验室处理了太空船“徘徊者七号”发回的月球照片,这标志着第三代计算机问世后数字图像处理概念得到应用。其后,数字图像处理技术发展迅速,目前已成为工程学、计算机科学、生物学、医学等领域各学科之间学习和研究的对象。 经过人们几十年的努力,数字图像处理这一学科已逐渐成熟起来。人们总是试图把各个学科应用到数字图像处理中去,并且每产生一种新方法,人们也会尝试它在数字图像处理中的应用。同时,数字图像处理也在很多学科中发挥着它越来越大的作用。 1.2图像分割概述和本论文的主要工作 图像分割的目的是把图像空间分成一些有意义的区域,是数字图像处理中的重要问题,是计算机视觉领域低层次视觉问题中的重要问题,同时它也是一个经典的难题。几十年来,很多图像分割的方法被人们提出来,但至今它尚无一个统一的理论。 图像分割的方法很多,有早先的阈值化方法、最新的基于形态学方法和基于神经网络的方法。 阈值化方法是一种古老的方法,但确是一种十分简单而有效的方法,近几十年人们对阈值化方法不断完善和探索,取得了显著的成就,使得阈值化方法在实际应用中占有很重要的地位。 本文将主要对图像分割的阈值化方法进行探讨。在对阈值化方法的研究过程中,本人首先将集中精力对效果比较好的阈值化方法进行探讨,并对其存在的不足加以改进,从而作出性能优良的计算机算法;由于目前很多方法各有其特点,所以将对具有不同特点的图像用不同的方法处理进行研究。在论文正文部分还将其应用到实践中去,并对其加以评价。 第二章:图像的预处理 2.1图像预处理的概述 由于切片染色和输入光照条件及采集过程电信号的影响,所采集的医学图

几种常见的阈值分割算法核心代码

阈值分割 1/*===============================图像分割 =====================================*/ 2 /*-------------------------------------------------------------------------- -*/ 3/*手动设置阀值*/ 4 IplImage* binaryImg = cvCreateImage(cvSize(w, h),IPL_DEPTH_8U, 1); 5 cvThreshold(smoothImgGauss,binaryImg,71,255,CV_THRESH_BINARY); 6 cvNamedWindow("cvThreshold", CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 7 cvShowImage( "cvThreshold", binaryImg ); 8//cvReleaseImage(&binaryImg); 9 /*---------------------------------------------------------------------------*/ 10/*自适应阀值 //计算像域邻域的平均灰度,来决定二值化的值*/ 11 IplImage* adThresImg = cvCreateImage(cvSize(w, h),IPL_DEPTH_8U, 1); 12double max_value=255; 13int adpative_method=CV_ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C;//CV_ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C 14int threshold_type=CV_THRESH_BINARY; 15int block_size=3;//阈值的象素邻域大小 16int offset=5;//窗口尺寸 17 cvAdaptiveThreshold(smoothImgGauss,adThresImg,max_value,adpative_method, threshold_type,block_size,offset); 18 cvNamedWindow("cvAdaptiveThreshold", CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 19 cvShowImage( "cvAdaptiveThreshold", adThresImg ); 20 cvReleaseImage(&adThresImg); 21 /*-------------------------------------------------------------------------- -*/ 22/*最大熵阀值分割法*/ 23IplImage* imgMaxEntropy = cvCreateImage(cvGetSize(imgGrey),IPL_DEPTH_8U,1); 24 MaxEntropy(smoothImgGauss,imgMaxEntropy); 25 cvNamedWindow("MaxEntroyThreshold", CV_WINDOW_AUTOSIZE ); 26 cvShowImage( "MaxEntroyThreshold", imgMaxEntropy );//显示图像 27 cvReleaseImage(&imgMaxEntropy ); 28 /*-------------------------------------------------------------------------- -*/ 29/*基本全局阀值法*/ 30 IplImage* imgBasicGlobalThreshold = cvCreateImage(cvGetSize(imgGrey),IPL_DEPTH_8U,1); 31 cvCopyImage(srcImgGrey,imgBasicGlobalThreshold);

图像分割阈值选取技术综述

图像分割阈值选取技术综述 中科院成都计算所刘平2004-2-26 摘要 图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要地领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别地基本前提.阈值法是一种传统地图像分割方法,因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛地分割技术.已被应用于很多地领域.本文是在阅读大量国内外相关文献地基础上,对阈值分割技术稍做总结,分三个大类综述阈值选取方法,然后对阈值化算法地评估做简要介绍. 关键词 图像分割阈值选取全局阈值局部阈值直方图二值化 1.引言 所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交地区域,使得这些特征在同一区域内,表现出一致性或相似性,而在不同区域间表现出明显地不同[37].简单地讲,就是在一幅图像中,把目标从背景中分离出来,以便于进一步处理.图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要地领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别地基本前提.同时它也是一个经典难题,到目前为止既不存在一种通用地图像分割方法,也不存在一种判断是否分割成功地客观标准. 阈值法是一种传统地图像分割方法,因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛地分割技术.已被应用于很多地领域,例如,在红外技术应用中,红外无损检测中红外热图像地分割,红外成像跟踪系统中目标地分割;在遥感应用中,合成孔径雷达图像中目标地分割等;在医学应用中,血液细胞图像地分割,磁共振图像地分割;在农业项目应用中,水果品质无损检测过程中水果图像与背景地分割.在工业生产中,机器视觉运用于产品质量检测等等.在这些应用中,分割是对图像进一步分析、识别地前提,分割地准确性将直接影响后续任务地有效性,其中阈值地选取是图像阈值分割方法中地关键技术. 2.阈值分割地基本概念 图像阈值化分割是一种最常用,同时也是最简单地图像分割方法,它特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围地图像[1].它不仅可以极大地压缩数据量,而且也大大简化了分析和处理步骤,因此在很多情况下,是进行图像分析、特征提取与模式识别之前地必要地图像预处理过程.图像阈值化地目地是要按照灰度级,对像素集合进行一个划分,得到地每个子集形成一个与现实景物相对应地区域,各个区域内部具有一致地属性,而相邻区域布局有这种一致属性.这样地划分可以通过从灰度级出发选取一个或多个阈值来实现. 阈值分割法是一种基于区域地图像分割技术,其基本原理是:通过设定不同地特征阈值,把图像像素点分为若干类.常用地特征包括:直接来自原始图像地灰度或彩色特征;由原始灰度或彩色值变换得到地特征.设原始图像为f(x,y>,按照一定地准则在f(x,y>中找到特征值T,将图像分割为两个部分,分割后地图像为 若取:b0=0<黑),b1=1<白),即为我们通常所说地图像二值化. <原始图像)<阈值分割后地二值化图像) 一般意义下,阈值运算可以看作是对图像中某点地灰度、该点地某种局部特性以及该点在图像中地位置地一种函数,这种阈值函数可记作 T(x,y,N(x,y>,f(x,y>> 式中,f(x,y>是点(x,y>地灰度值;N(x,y>是点(x,y>地局部邻域特性.根据对T地不同约束,可以得到3种不同类型地阈值[37],即 点相关地全局阈值T=T(f(x,y>> (只与点地灰度值有关> 区域相关地全局阈值T=T(N(x,y>,f(x,y>> (与点地灰度值和该点地局部邻域特征有关> 局部阈值或动态阈值T=T(x,y,N(x,y>,f(x,y>> (与点地位置、该点地灰度值和该点邻域特征有关> 图像阈值化这个看似简单地问题,在过去地四十年里受到国内外学者地广泛关注,产生了数以百计地阈值选取方法[2-9],但是遗憾地是,如同其他图像分割算法一样,没有一个现有方法对各种各样地图像都能得到令人满意地结果,甚至也没有一个理论指导我们选择特定方法处理特定图像. 所有这些阈值化方法,根据使用地是图像地局部信息还是整体信息,可以分为上下文无关(non-

基于MATLAB的图像阈值分割技术

基于MATLAB 的图像阈值分割技术 摘要:本文主要针对图像阈值分割做一个基于MATLAB 的分析。通过双峰法,迭代法以及OUTS 法三种算法来实现图像阈值分割,并且就这三种算法做了一定的分析和比较,在加椒盐的图片上同时进行三种实验,做出比较,最终得出实践结论。 关键词:图像分割 MATLAB 阈值分割 算法 引言:图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提.同时它也是一个经典难题,到目前为止既不存在一种通用的图像分割方法,也不存在一种判断是否分割成功的客观标准,图像阈值分割即是其中的一种方法。 阈值分割技术因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术,已被应用于很多的领域,在很多图像处理系统中都是必不可少的一个环节。 1、阈值分割思想和原理 若图像中目标和背景具有不同的灰度集合:目标灰度集合与背景灰度集合,且两个灰度集合可用一个灰度级阈值T 进行分割。这样就可以用阈值分割灰度级的方法在图像中分割出目标区域与背景区域,这种方法称为灰度阈值分割方法。 在物体与背景有较强的对比度的图像中,此种方法应用特别有效。比如说物体部灰度分布均匀一致,背景在另一个灰度级上也分布均匀,这时利用阈值可以将目标与背景分割得很好。如果目标和背景的差别是某些其他特征而不是灰度特征时,那么先将这些特征差别转化为灰度差别,然后再应用阈值分割方法进行处理,这样使用阈值分割技术也可能是有效的 设图像为f(x,y),其灰度集围是[0,L],在0和L 之间选择一个合适的灰度阈值T ,则图像分割方法可由下式描述: 这样得到的g(x,y)是一幅二值图像。 (一)原理研究 图像阈值分割的方法有很多,在这里就其中三种方法进行研究,双峰法,迭代法,以及OUTS 法。 方法一:双峰法 方法原理: T y x f T y x f y x g ≥<),(),(10){,(

阈值分割技术

摘要 图像分割是一种重要的图像技术,在理论研究和实际应用中都得到了人们的广泛重视。图像分割是把图像中有意义的特征区域或者把需要的应用的特征区域提取出来。阈值分割是一种简单有效的图像分割方法。它对物体与背景又较强对比的图像分割特别有效,所有灰度值大于或等于阈值的像素被判决属于物体。为常见的阈值分割方法有全局阈值、自适应阈值。最佳阈值的选择有直方图技术、最大类间方差法(OTSU)、迭代法。 关键词:图像分割,阈值分割,灰度值,最佳阈值

1 MATLAB简介及其应用 MATLAB 是美国MathWorks公司出品的商业数学软件,用于算法开发、数 据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境,主要包括MATLAB和Simulink两大部分。MATLAB是矩阵实验室(Matrix Laboratory)的简称,和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等,主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。 MATLAB 产品族可以用来进行以下各种工作: 1. 数值分析 2. 数值和符号计算 3. 工程与科学绘图 4. 控制系统的设计与仿真 5. 数字图像处理技术 6. 数字信号处理技术 7. 通讯系统设计与仿真 8. 财务与金融工程 MATLAB 的应用范围非常广,包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱(单独提供的专用MATLAB 函数集)扩展了MATLAB 环境,以解决这些应用领 域内特定类型的问题。 Matlab的特点如下: 1.此高级语言可用于技术计算 2.此开发环境可对代码、文件和数据进行管理 3.交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题 4.数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等 5.二维和三维图形函数可用于可视化数据

阈值分割算法

clc; clear; I=imread('d:\1.jpg'); subplot(221);imshow(I);title('原图像'); I1=rgb2gray(I); %双峰法 newI=im2bw(I1,150/255); subplot(222),imshow(newI);title('双峰法阈值分割后的图像'); %迭代法阈值分割 ZMax=max(max(I)); ZMin=min(min(I)); TK=(ZMax+ZMin)/2; bCal=1; iSize=size(I); while(bCal) iForeground=0; iBackground=0; ForegroundSum=0; BackgroundSum=0; for i=1:iSize(1) for j=1:iSize(2) tmp=I(i,j); if(tmp>=TK) iForeground=iForeground+1; ForegroundSum=ForegroundSum+double(tmp); else iBackground=iBackground+1; BackgroundSum=BackgroundSum+double(tmp); end end end ZO=ForegroundSum/iForeground; ZB=BackgroundSum/iBackground; TKTmp=uint8((ZO+ZB)/2); if(TKTmp==TK) bCal=0; else TK=TKTmp; end end disp(strcat('迭代后的阈值:',num2str(TK))); newI=im2bw(I,double(TK)/255);

二维最大熵阈值分割法

二维最大熵阈值分割算法[引用]杜峰,施文康,邓勇等:《一种快速红外图像分割方法》 1. 二维最大熵阈值分割 熵是平均信息量的表征。二维最大熵法是基于图像二维直方图。图像二维直方图定义如下: N M n P j i j i ?= ,, 其中N M ?表示图像大小,j i n ,表示图像灰度值为i ,邻域灰度平均值为j 的像素个数。 通常二维直方图的平面示意图可以用下图1表示: 其中区域1和2表示背景和目标像素,区域3和4通常表示边界和噪声信息。阈值向量(t ,s ),t 表示灰度值,s 表示像素邻域均值(通常是8邻域)。 对于L 个灰度级的图像,设在阈值(t,s)定义区域1和2的概率P1,P2: ∑∑-=-== 101 ,1s i t j j i P P ,∑∑-=-==11 ,2L s i L t j j i P P 定义二维离散熵H 的一般表示: ∑∑- =i j j i j i P P H ,,lg 对各区域概率j i P ,进行归一化处理可得区域1的二维熵: 11)1lg(1lg 1)1(10 1 0,,P H P P P P P H s i t j j i j i +=???? ?????? ? ?- =∑∑ -=-= 同理区域2的二维熵: 2 2 )2lg()2(P H P H += 其中,H 1,H 2为: ∑∑-=-=- =101 ,,lg 1s i t j j i j i P P H ,∑∑-=-=-=11 ,,lg 2L s i L t j j i j i P P H 那么整个图像中目标和背景熵之和的函数 )2()1(),(H H t s +=φ 根据最大熵原则,存在最佳的阈值向量满足条件: 图1 二维直方图平面示意图 灰阶

阈值分割的理解

在一张黑白的图片上面,或者整个文词用灰度图这个词吧,其实说的都是同一类图片。在这张图片上面咱们能到看到文字啊数字啊字母啊之类的东西。是什么原因呢? 就一个原因:有亮的地方,有暗的地方。不然就一片白或一片黑。那么这些白的黑的在计算机里面怎么描述呢? 就是灰度值,通常灰度值被定义在0-255范围内,意思就是说一片白就是255,一片黑就是0了。中间的灰色部分按照比例关系赋值。 说完这灰度值,咱接着说阀(fa)值或者阈(yu)值,其实他们是一个东西。不过这些名字起的都不好,大白话就是分界值。就像考试的时候60分万岁,59.9白搭。意思就是这么个意思。既然如此为啥大家还都说阈值啊阀值啊之类的,而不说分界值呢?因为需要装啊!就像现在搞IT的人不搞几个新名词让人们头晕怎么忽悠钱呢? 既然大家已经进入了影像处理行业,为了入乡随俗,或者说为了装深沉,确切的说为了好忽悠客户。请大家使用阈值这个“高深”词汇。这样妹子票子就都有了。。 好了废话说完,下面进入正题。如果使用阈值提取咱们需要的图像。 在HALCON里面提供以下阈值提供方法或是函数: 一:最初级的阈值提取 threshold(输入图像,输出的区域,阈值的下限,阈值的上限) 二:稍微牛X一点的自动地全局阈值(就是自动确定阈值的范围) bin_threshold(输入图像,输出的区域)

三:更牛X的动态阈值 dyn_threshold(输入的图像,输入的分割模板,输出的区域,偏移值,要亮的还是要暗的) 四:大绝招之Watershed 中文名分水岭 (尚未领悟该招数,待续) 五:大绝招之Watershed 的加强版watersheds_threshold 一:最初级的阈值提取 这个招术主要是用于对付下面这张图片, 你看,这黑的是黑白的是白,清晰清楚几个鸟国文字印在上面。对付这种图片只要使用

阈值法图像分割实验报告

阈值法图像分割实验报告 阈值法图像分割实验报告 1 实验目的 图像分割阈值法具有实现容易、计算量小、性能稳定等优点。因此这种方法成为图像分割领域中应用最普遍的方法。本文主要讨论了基于直方图法的图像分割的设计与实现,并与迭代法进行了对比实验。 2 实验环境 Microsoft VC++6.0软件平台,32位Windows XP操作系统。 3 实验原理基础 3.1 直方图法 直方图阈值法其阈值主要通过分析图像的灰度直方图来进行确定。假定一幅图像 如图3-1所示,其中背景是灰色,物体为灰白色的,背景中的黑色像素产生了直fxy(,) 方图的左锋,而物体的各灰度级产生了直方图的右峰。由于物体边界像素数相对而言较少,从而产生两峰之间的谷,选择谷对应的灰度值作为阈值T,利用式3.1,可以得到一幅二值图像gxy(,),用于后续处理和分析。 0,(,)fxyT,, (3.1) g(,)xy,,255,(,)fxyT,,

背景部分物体部分 0255 阈值T 图3-1 利用直方图选择二值化阈值 3.2 迭代法(用于对比试验) 迭代法也是一种在图像分割过程中选择合适阈值的方法。它是基于逼近的思想通过阈值迭代的方式利用程序自动计算出比较合适的分割阈值。迭代法指在初始条件中假设一个阈值,而通过对图像的迭代运算来不断地更新这一假设阈值来得到最佳阈值。迭代法阈值分割主要算法: RR,minmax1( 求出图像最小灰度值和最大灰度值计算初始阈值为 T,RRminmax022( 根据阈值将图像分割成目标和背景两部分,求出两部分的平均灰度值 RijNij(,)(,),RijNij(,)(,),,,RijT(,),RijT(,),kkR,R, 0GNij(,)Nij(,),,RijT(,),RijT(,),kk 为图像上点的灰度值,为点的权重系数,一般为 Rij(,)(,)ijNij(,)(,)ijNij(,) 的个数 T 为阈值 Rij(,)

图像的阈值分割方法研究

第1章相关知识 1.1图像分割的概述 在对图像的研究和应用中,人们往往仅对图像中的某些部分感兴趣,这些部分称为目标或前景(其他部分称为背景),他们一般对应图像中特定的、具有独特性质的区域。为了辨识和分析目标,需要将他们分离提取出来,在此基础上才有可能对目标进一步利用。图像分割就是指把图像分成格局特性的区域并提取出感兴趣目标的技术和过程。这里特性可以是象素的灰度、颜色、纹理等,预先定义的目标可以对应单个区域,也可以对应多个区域。现有的图像分割算法有:阈值分割、边缘检测和区域提取法。本文着重研究基于阈值法的图像分割技术。 所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,使得这些特征在同一区域内,表现出一致性或相似性,而在不同区域间表现出明显的不同。简单的讲,就是在一幅图像中,把目标从背景中分离出来,以便于进一步处理。图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提。同时它也是一个经典难题,到目前为止既不存在一种通用的图像分割方法,也不存在一种判断是否分割成功的客观标准。 阈值法是一种传统的图像分割方法,因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术。已被应用于很多的领域,例如,在红外技术应用中,红外无损检测中红外热图像的分割,红外成像跟踪系统中目标的分割;在遥感应用中,合成孔径雷达图像中目标的分割等;在医学应用中,血液细胞图像的分割,磁共振图像的分割;在农业工程应用中,水果品质无损检测过程中水果图像与背景的分割。在工业生产中,机器视觉运用于产品质量检测等等。在这些应用中,分割是对图像进一步分析、识别的前提,分割的准确性将直接影响后续任务的有效性,其中阈值的选取是图像阈值分割方法中的关键技术。 1.2 阈值分割的基本原理

基于灰度图像的阈值分割改进方法--毕业论文

天津职业技术师范大学 Tianjin University of Technology and Education 毕业设计 专业: 班级学号: 学生姓名: 指导教师: 二○一二年六月

天津职业技术师范大学本科生毕业设计 基于灰度图像的阈值分割改进方法 Based on gray image threshold segmentation method improvement 专业班级: 学生姓名: 指导教师: 系别: 2012年6月

摘要 通常人们只对图像的某个部位感兴趣,为了能够把感兴趣的部分提取出来,就得对图像进行分割。图像分割就是把图像分成一些具有不同特征而有意义的区域,以便进一步的图像分析和理解。图像增强就是突出人们感兴趣有用的部分,或者是改善图像的质量,使它尽可能的逼近原图像。本论文分析了传统的灰度阈值图像分割,即双峰法、迭代法和最大类间方差法在细节部分分割上的缺点,然后,结合图像增强中的微分梯度,对原有图像的细节进行锐化增强,然后在使用这三种方法进行分割,得到的分割结果和传统的分割方法得到的结果进行比较,该方法确实达到了改善分割后图像细节的效果。 该方法在matlab2008环境下进行了实现,实验结果表明,与传统的阈值分割方法相比,本文的方法不仅克服了传统阈值分割方法的不足,而且还对复杂灰度图像的细节部分具有较好的分割效果,为图像分割方法的改进提供了技术支持。 关键词:图像分割;图像增强;阈值;梯度

ABSTRACT Usually people just to certain parts of the image is interested in, in order to be able to put the interested in part of the extracted, have to the image segmentation. Image segmentation is the image into some different characteristics with meaningful area, in order to further the image analysis and understanding. Image enhancement is prominent people interested in part of the useful, or improve the quality of the image is, make it as far as possible the original image approximation. This paper analyzes the traditional gray image segmentation threshold value, namely the petronas twin method, and the most categories iteration method in details the variance between segmentation defects, and then, combined with the image enhancement of differential gradient for the original image details to sharpen enhancement, and then use this three methods segmentation, get segmentation results and the traditional method of get results were compared, the algorithm does to improve segmentation image details after the effect. This algorithm in matlab2008 environment the realization, the experimental results show that, with the traditional threshold segmentation method than the, this algorithm can not only overcome traditional threshold segmentation method is insufficient, and also to the details of the complex gray image has good segmentation effect, for the improvement of the method of image segmentation provide the technical support. Key Words:Image segmentation;image enhancement;threshold;gradient

图像分割阈值选取技术综述

图像分割阈值选取技术综述 摘要 图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提.阈值法是一种传统的图像分割方法,因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术.已被应用于很多的领域。本文是在阅读大量国内外相关文献的基础上,对阈值分割技术稍做总结,分三个大类综述阈值选取方法,然后对阈值化算法的评估做简要介绍。 关键词 图像分割阈值选取全局阈值局部阈值直方图二值化 1.引言 所谓图像分割是指根据灰度、彩色、空间纹理、几何形状等特征把图像划分成若干个互不相交的区域,使得这些特征在同一区域内,表现出一致性或相似性,而在不同区域间表现出明显的不同[37].简单的讲,就是在一幅图像中,把目标从背景中分离出来,以便于进一步处理。图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之一,它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提.同时它也是一个经典难题,到目前为止既不存在一种通用的图像分割方法,也不存在一种判断是否分割成功的客观标准。 阈值法是一种传统的图像分割方法,因其实现简单、计算量小、性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术.已被应用于很多的领域,例如,在红外技术应用中,红外无损检测中红外热图像的分割,红外成像跟踪系统中目标的分割;在遥感应用中,合成孔径雷达图像中目标的分割等;在医学应用中,血液细胞图像的分割,磁共振图像的分割;在农业工程应用中,水果品质无损检测过程中水果图像与背景的分割。在工业生产中,机器视觉运用于产品质量检测等等。在这些应用中,分割是对图像进一步分析、识别的前提,分割的准确性将直接影响后续任务的有效性,其中阈值的选取是图像阈值分割方法中的关键技术。 2.阈值分割的基本概念 图像阈值化分割是一种最常用,同时也是最简单的图像分割方法,它特别适用于目标和背景占据不同灰度级范围的图像[1]。它不仅可以极大的压缩数据量,而且也大大简化了分析和处理步骤,因此在很多情况下,是进行图像分析、特征提取与模式识别之前的必要的图像预处理过程。图像阈值化的目的是要按照灰度级,对像素集合进行一个划分,得到的每个子集形成一个与现实景物相对应的区域,各个区域内部具有一致的属性,而相邻区域布局有这种一致属性。这样的划分可以通过从灰度级出发选取一个或多个阈值来实现。 阈值分割法是一种基于区域的图像分割技术,其基本原理是:通过设定不同的特征阈值,把图像像素点分为若干类.常用的特征包括:直接来自原始图像的灰度或彩色特征;由原始

基于阈值的图像分割方法

基于阈值的图像分割方法

课程结业论文 课题名称基于阈值的图像分割方法姓名湛宇峥 学号1412202-24 学院信息与电子工程学院专业电子信息工程 指导教师崔治副教授 2017年6月12日

湖南城市学院课程结业论文诚信声明 本人郑重声明:所呈交的课程结业论文,是本人在指导老师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议,除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担

目录 摘要 (1) 关键词 (1) ABSTRACT (2) KEY WORDS (2) 引言 (3) 1基于点的全局阈值选取方法 (4) 1.1最大类间交叉熵法 (5) 1.2迭代法 (6) 2基于区域的全局阈值选取方法 (7) 2.1简单统计法 (8) 2.3 直方图变化法 (9) 3局部阈值法和多阈值法 (10) 3.1水线阈值算法 (11) 3.2变化阈值法 (12) 4仿真实验 结论 (12) 参考文献 (13) 附录

基于阈值的图像分割方法 摘要:图像分割多年来一直受到人们的高度重视,至今这项技术也是趋于成熟,图像分割方法类别也是不胜枚举,近年来每年都有上百篇有关研究报道发表。图像分割是由图像处理进到图像分析的关键环节,是指把图像分成各具特性的区域并提取出有用的目标的技术和过程。在日常生活中,人们对图片的要求也是有所提高,在对图像的应用中,人们经常仅对图像中的某些部分感兴趣,这些部分就对应图像中的特定的区域,为了辨识和分析目标部分,就需要将这些有关部分分离提取出来,因此就要应用到图像分割技术。 关键词:图像分割;阈值;matlab

图像分割 阈值和均值法法

学号: XXXXX大学 数字图像处理实验报告 实验六图像分割 院(系)计算机与信息工程学院 专 控制理论与控制工程 业 学生姓名XXXX 成绩 指导教师XXXXXXX 2013年5月

1. 实验目的 1.熟悉数字图像分割的一般方法,包括:图像并行区域和串行区域分割 2.掌握用阈值法进行图像分割的基本方法。 2.实验内容 1.设计并实现对数字图象根据直方图设定域值进行图像分割 2.设计并实现对数字图象进行边缘检测 3.分析所得到的结果。 3.实验原理 3.1阈值法 阈值分割法是一种简单的机遇区域的分割技术,同时也是一种广泛使用的图像分割技术[8]。它主要是利用图像中要提取的目标在灰度特性方面的差异,把图像视为具有不同灰度级的两类区域的组合,然后通过选取一个合适的阈值,然后确定某一像素点是属于所要分割的目标还是普通背景。这种方法不仅可以极大的压缩数据量,同时也大大的简化了图像信息的分析和处理步骤。阈值法首先应当确定一个处于图像灰度级范围内的灰度阈值,然后将图像每个像素点的灰度值与该阈值进行比较,,根据该点灰度值是否超过阈值从而将该像素点进行归类。比较常用的方法是设定阈值T ,然后将图像的像素点分为大于阈值的像素群和小与阈值的像素群两类。这两类一般对应与图像的两类区域从而达到了区域分割的目的。设输入图像为F (x,y),输出图像为B (x,y),则: B (x,y)=?? ?<>T y x F T y x F ),(0),(1 (2-10) 从该方法中可知,该种方法最关键的部分在于最优阈值的确定,同时这也是阈值法的一个难点。由此阈值分割的实质就是按照一定的准则确定出最佳阈值的过程。现阶段大多数关于阈值法的研究都集中在阈值确定的研究上。 目前提出了很多的阈值法,对应的分类也非常多。阈值法根据本身的特点

图像分割的阈值法综述

图像分割的阈值法综述 (武汉理工大学信息工程学院) 摘要:图像分割是由图像处理到图像分析的关键步骤,也是一种基本的计算机视觉技术。这是因为图像的分割、目标的分离、特征的提取和参数的测量将原始图像转化为更抽象更紧凑的形式,使得更高层的分析和理解成为可能。阈值分割法是图像处理最基本的分割方法,它具有计算量小、实现简单等优点,在图像分析和识别中起着重要作用。图像阈值化就是按照灰度级,将图像空间划分成与现实景物相对应的一些有意义的区域,各个区域内部灰度级是均匀的,而相邻区域灰度级是不同的,其间存在边界。它的划分可以通过从灰度级出发,选取一个或多个阈值来实现。 关键词:图像分割;阈值 Abstract:Image segmentation by image processing to image analysis of the key steps, is also a basic computer vision technology. This is because the image segmentation,object separation, feature extraction and the parameters in the original image into a more abstract and more compact form, making more high-level analysis and understanding possible. Threshold segmentation method is the most basic image processing segmentation method, which has computation, and simple to achieve, in image analysis and recognition play an important role. Image threshoiding is in accordance with the gray level, the image space is divided into scenes with reality that corresponds to some meaningful regions, each region within the gray level is uniform,while the adjacent region of gray scale is different, there remain boundary. It’s divided by starting from the gray level, select one or more threshold values to achieve. Keywords: Image Segmentation; Threshold Values 1 研究背景 在对图像的研究和应用中,人们往往仅对图像中的某些部分感兴趣,这些部分称为目标或前景(其他部分称为背景),它们一般对应图像中特定的、具有独特性质的区域。为了辨识和分析目标,需要将他们分离提取出来,在此基础上才有可能对目标进一步利用。

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