專利名稱：灰度圖像二維Otsu折線閾值分割法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在灰度圖像進行閾值化分割時，有的邊界信息會直接影響分割效果 而提出的一種針對灰度圖像分割中克服邊界信息不利影響的解決方案——灰度圖像二維 Otsu折線閾值分割法。
背景技術(shù)：
圖像分割是一種重要的圖像處理技術(shù)，是由圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟，在 圖像工程中占據(jù)重要位置，也是難點之一。在諸多分割方法中，閾值化分割是一種簡單有效 的方法。Otsu法是一種經(jīng)典的閾值化方法，Otsu法也稱為最大類間方差法，是由日本學(xué)者 大津(Otsu)于1979年提出的。該方法按圖像的灰度特性，將圖像分成目標(biāo)和背景兩部分， 以目標(biāo)和背景之間的最大類間方差為閾值選取準(zhǔn)則。但是最大類間方差法對噪聲等干擾因 素十分敏感，它僅對類間方差為單峰的圖像產(chǎn)生較好的分割效果。當(dāng)目標(biāo)與背景的大小比 例懸殊時，類間方差準(zhǔn)則函數(shù)可能呈現(xiàn)雙峰或多峰，此時效果不好，甚至造成錯誤分割。因 此，劉健莊提出了基于二維灰度直方圖的Otsu法，該方法不僅考慮了圖像像素點的信息還 考慮到像素點與其鄰域的空間相關(guān)信息，具有較好的抗噪性。但是這種方法忽略了邊界信 息對分割的影響，因此具有一定地局限性。范九倫等和陳琪等通過實例和理論說明，在實 際的分割中應(yīng)該充分考慮邊界信息。例如附圖
4 (b)為電路板的原始二維Otsu法分割效 果圖?？梢钥闯鲈级SOtsu法存在欠分割(圖像左下部分)和錯分割(圖像左上部分)現(xiàn) 象。左上角兩芯片錯分類，造成其上的字符分割不明顯；左下角芯片上的數(shù)字邊緣有較多的 噪聲干擾。這說明，對邊緣區(qū)域信息結(jié)果是有很大不同的。在實際分割中應(yīng)該盡可能準(zhǔn)確 詳細(xì)的分割邊緣區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的正是針對上述現(xiàn)有方法中所存在的問題，在原始二維Otsu法和直 線閾值型Otsu法的基礎(chǔ)上，用無限分割的方法對圖像進行分割，以達(dá)到對圖像精細(xì)分割的 目的。本發(fā)明方法是基于如下考慮圖像的邊界信息的影響不容忽視，在圖像分割中應(yīng) 充分考慮邊界信息，邊界信息相對平坦區(qū)域而言可以看作是泛平坦區(qū)域，作為新的待分割 圖像再分割。本發(fā)明方法終將通過無限分割的方式來實現(xiàn)，即把所得到的所有閾值依次連 接作為圖像分割的閾值折線進行分割。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的先用原始二維Otsu法對一幅灰度 圖像進行分割，將分割出來的邊界區(qū)域看成新的待分割圖像再次進行不同區(qū)域劃分，得到 新的目標(biāo)、背景和邊界區(qū)域，如此往復(fù)細(xì)分，最終這些邊界區(qū)域的新的閾值點必將連接成為 一條閾值折線，以此折線為閾值線對原圖像進行分割，圖像分割算法具體步驟如下
步驟一采用鄰域均值法獲得每個像素的鄰域平均灰度等級，進而得到該圖像點的二 維直方圖。
步驟二 采用類間離散測度函數(shù)
權(quán)利要求
1.一種灰度圖像二維OtSU折線閾值分割法，其特征在于先用原始二維Otsu法對一 幅灰度圖像進行分割，將分割出來的邊界區(qū)域看成新的待分割圖像再次進行不同區(qū)域劃 分，得到新的目標(biāo)、背景和邊界區(qū)域，如此往復(fù)細(xì)分，最終這些邊界區(qū)域的新的閾值點必將 連接成為一條閾值折線，以此折線為閾值線對原圖像進行分割，圖像分割算法具體步驟如 下步驟一采用鄰域均值法獲得每個像素的鄰域平均灰度等級，進而得到該圖像點的二 維直方圖；步驟二 采用類間離散測度函數(shù)
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維Otsu折線閾值分割法，其特征在于上述分割算法在步 驟三所述的在二維統(tǒng)計直方圖上的邊界區(qū)域右下區(qū)域II和左上IV區(qū)域進行多次或無限次 的區(qū)域細(xì)分，進行閾值選取，在這樣對II和IV區(qū)域及其子區(qū)域的由大到小的分割過程中以 最大類間方差為準(zhǔn)則函數(shù)得到有限或無限多個閾值點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的灰度圖像二維Otsu折線閾值分割法，其特征在于，步驟四中確定的新閾值為步驟三中有限個閾值點(Sp,ti與二維直方圖上(0，L-1)、(L-1，0)兩點的連接折線，或無限個閾值點自動的匯聚成一條完整精確地折線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的灰度圖像二維Otsu折線閾值分割法，其特征在于，以步驟 三和步驟四得到的折線為閾值，對圖像進行目標(biāo)和背景的分割。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的灰度圖像二維Otsu折線閾值分割法，其特征在于，以步驟三 和步驟四得到的折線為閾值，對圖像進行目標(biāo)和背景的分割。
全文摘要
一種灰度圖像二維Otsu折線閾值分割法，該方法突破了二維Otsu法點閾值的局限，提出折線閾值型Otsu法，是灰度圖像閾值分割法中一種普適性精確分割的新方法。為了實現(xiàn)圖像較為精確的分割，本發(fā)明充分考慮邊界信息對圖像分割的影響，提出了基于二維直方圖的無限邊界區(qū)域劃分思路對圖像進行分割。對于一幅灰度圖像，先用原始二維Otsu法對其分割，將分割出來的邊界區(qū)域看成新的待分割圖像再次進行不同區(qū)域劃分，得到新的目標(biāo)、背景和邊界區(qū)域，如此往復(fù)細(xì)分，最終這些邊界區(qū)域的新的閾值點必將連接成為一條閾值折線，以此折線為閾值線對原圖像進行分割。利用本發(fā)明進行處理后，圖像的分割效果有顯著提高，具有較高的普適性，尤為適用于邊緣信息較為豐富的圖像。
文檔編號G06T7/00GK102147922SQ20111011441
公開日2011年8月10日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者龐蕊, 張猛, 朱遠(yuǎn)坤, 李嵐, 李永剛, 梁義濤, 王 鋒, 魯維揚 申請人:河南工業(yè)大學(xué)