专利名称：灰度图像二维Otsu折线阈值分割法的制作方法
技术领域：
本发明涉及在灰度图像进行阈值化分割时，有的边界信息会直接影响分割效果 而提出的一种针对灰度图像分割中克服边界信息不利影响的解决方案——灰度图像二维 Otsu折线阈值分割法。
背景技术：
图像分割是一种重要的图像处理技术，是由图像处理到图像分析的关键步骤，在 图像工程中占据重要位置，也是难点之一。在诸多分割方法中，阈值化分割是一种简单有效 的方法。Otsu法是一种经典的阈值化方法，Otsu法也称为最大类间方差法，是由日本学者 大津(Otsu)于1979年提出的。该方法按图像的灰度特性，将图像分成目标和背景两部分， 以目标和背景之间的最大类间方差为阈值选取准则。但是最大类间方差法对噪声等干扰因 素十分敏感，它仅对类间方差为单峰的图像产生较好的分割效果。当目标与背景的大小比 例悬殊时，类间方差准则函数可能呈现双峰或多峰，此时效果不好，甚至造成错误分割。因 此，刘健庄提出了基于二维灰度直方图的Otsu法，该方法不仅考虑了图像像素点的信息还 考虑到像素点与其邻域的空间相关信息，具有较好的抗噪性。但是这种方法忽略了边界信 息对分割的影响，因此具有一定地局限性。范九伦等和陈琪等通过实例和理论说明，在实 际的分割中应该充分考虑边界信息。例如附图
4 (b)为电路板的原始二维Otsu法分割效 果图。可以看出原始二维Otsu法存在欠分割(图像左下部分)和错分割(图像左上部分)现 象。左上角两芯片错分类，造成其上的字符分割不明显；左下角芯片上的数字边缘有较多的 噪声干扰。这说明，对边缘区域信息结果是有很大不同的。在实际分割中应该尽可能准确 详细的分割边缘区域。
发明内容
本发明的目的正是针对上述现有方法中所存在的问题，在原始二维Otsu法和直 线阈值型Otsu法的基础上，用无限分割的方法对图像进行分割，以达到对图像精细分割的 目的。本发明方法是基于如下考虑图像的边界信息的影响不容忽视，在图像分割中应 充分考虑边界信息，边界信息相对平坦区域而言可以看作是泛平坦区域，作为新的待分割 图像再分割。本发明方法终将通过无限分割的方式来实现，即把所得到的所有阈值依次连 接作为图像分割的阈值折线进行分割。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的先用原始二维Otsu法对一幅灰度 图像进行分割，将分割出来的边界区域看成新的待分割图像再次进行不同区域划分，得到 新的目标、背景和边界区域，如此往复细分，最终这些边界区域的新的阈值点必将连接成为 一条阈值折线，以此折线为阈值线对原图像进行分割，图像分割算法具体步骤如下
步骤一采用邻域均值法获得每个像素的邻域平均灰度等级，进而得到该图像点的二 维直方图。
步骤二 采用类间离散测度函数
权利要求
1.一种灰度图像二维OtSU折线阈值分割法，其特征在于先用原始二维Otsu法对一 幅灰度图像进行分割，将分割出来的边界区域看成新的待分割图像再次进行不同区域划 分，得到新的目标、背景和边界区域，如此往复细分，最终这些边界区域的新的阈值点必将 连接成为一条阈值折线，以此折线为阈值线对原图像进行分割，图像分割算法具体步骤如 下步骤一采用邻域均值法获得每个像素的邻域平均灰度等级，进而得到该图像点的二 维直方图；步骤二 采用类间离散测度函数
2.根据权利要求1所述的二维Otsu折线阈值分割法，其特征在于上述分割算法在步 骤三所述的在二维统计直方图上的边界区域右下区域II和左上IV区域进行多次或无限次 的区域细分，进行阈值选取，在这样对II和IV区域及其子区域的由大到小的分割过程中以 最大类间方差为准则函数得到有限或无限多个阈值点。
3.根据权利要求1、2所述的灰度图像二维Otsu折线阈值分割法，其特征在于，步骤四中确定的新阈值为步骤三中有限个阈值点(Sp,ti与二维直方图上(0，L-1)、(L-1，0)两点的连接折线，或无限个阈值点自动的汇聚成一条完整精确地折线。
4.根据权利要求1、2所述的灰度图像二维Otsu折线阈值分割法，其特征在于，以步骤 三和步骤四得到的折线为阈值，对图像进行目标和背景的分割。
5.根据权利要求3所述的灰度图像二维Otsu折线阈值分割法，其特征在于，以步骤三 和步骤四得到的折线为阈值，对图像进行目标和背景的分割。
全文摘要
一种灰度图像二维Otsu折线阈值分割法，该方法突破了二维Otsu法点阈值的局限，提出折线阈值型Otsu法，是灰度图像阈值分割法中一种普适性精确分割的新方法。为了实现图像较为精确的分割，本发明充分考虑边界信息对图像分割的影响，提出了基于二维直方图的无限边界区域划分思路对图像进行分割。对于一幅灰度图像，先用原始二维Otsu法对其分割，将分割出来的边界区域看成新的待分割图像再次进行不同区域划分，得到新的目标、背景和边界区域，如此往复细分，最终这些边界区域的新的阈值点必将连接成为一条阈值折线，以此折线为阈值线对原图像进行分割。利用本发明进行处理后，图像的分割效果有显著提高，具有较高的普适性，尤为适用于边缘信息较为丰富的图像。
文档编号G06T7/00GK102147922SQ20111011441
公开日2011年8月10日 申请日期2011年5月5日 优先权日2011年5月5日
发明者庞蕊, 张猛, 朱远坤, 李岚, 李永刚, 梁义涛, 王 锋, 鲁维扬 申请人:河南工业大学