最佳閾值選擇的方法及在圖像處理中的應用(共5頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上最佳閾值選擇的方法及在圖像處理中的應用 摘要：本文簡述了人工選擇法，直方圖技術，最大類間方差法（OTSU）和迭代法的原理以及求最佳閾值的方法，并通過舉例說明了閾值的選擇在圖像處理中的重要性。 關鍵詞：直方圖技術 OTSU 迭代法 閾值選擇 中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）01-0053-02 隨著計算機技術的迅速發(fā)展，圖像處理越來越智能化。而圖像處理的基礎是程序設計，程序設計在圖像處理中發(fā)揮著重要的作用。如果沒有程序，圖像處理智能化將成為空談。對于圖像的處理，目前已經有很多學者做出了許多研究，提出了很多新的理論和方

2、法。而在這些理論和方法中，很多都提到了“閾值”一次。其實，從表面上說，“閾值”就是一個數(shù)值，超過該數(shù)值的歸為一類，剩余的歸為另一類。而在許多文獻中，通常給出的都是經驗閾值，讓讀者不能很好地理解學者的研究，閾值到底是多少，也讓人捉摸不定。在自己寫程序處理圖像時，總是通過代入數(shù)值，通過比較結果而尋求所謂的經驗閾值，在效率上是不可取的，尋求最佳閾值已成為學者們所關心的一個問題。閾值的運用方面是比較多的，比如圖像的增強、壓縮、檢測特征點、邊緣提取等很多方面的很多算法都用到了閾值，因此有必要對最佳閾值的選擇進行研究。 1 最佳閾值選擇的方法 閾值的選擇，目前常用的方法有五種，分別是人工選擇法、直方圖技術

3、、OTSU算法和迭代法，下文將對四種方法的原理進行分別介紹。 1.1 人工選擇法 顧名思義，人工選擇法就是通過人眼的識別，通過在對像素的判斷，分析圖像的基礎上，判斷出閾值存在的區(qū)間，通過代入區(qū)間中的數(shù)值，比較得到的圖像，從而確定最佳閾值。這種方法可靠性是較高的，但是對于效率而言，是不可取的。也不能自動選擇閾值，在圖像智能化處理中是不能利用的。 1.2 直方圖技術 對于只存在背景和一個物體的圖像，且兩者對比比較明顯，其灰度直方圖包括兩個峰值，兩個尖峰對應兩者較多的數(shù)目點，峰谷對應邊緣較少的數(shù)目點，尋求這樣的圖像的閾值，一般就用直方圖技術。 1.4 迭代法 該方法的基本思想是：假設一個閾值作為當前

4、閾值的估計值，然后按照某種法則不斷地改變當前的閾值，直到該閾值滿足其所對應的這種法則為止。當前閾值估計值的好壞，會影響迭代的次數(shù)和程序的運行時間，然而，基于目前計算機計算速度特別快的優(yōu)勢，這個方面對整個程序運行時間影響并不大。然而，好的迭代必須要滿足兩個條件：一是必須在有限次的迭代運算后收斂；二是后一次迭代得到的閾值要優(yōu)于前一次迭代得到的閾值。基于上述提到的思想，可以得到迭代算法的一種計算步驟： （1）去除最大最小的灰度值，取剩余的圖像灰度的中值作為當前的閾值； （2）利用將圖像的灰度值分為兩部分，其中小于的部分用表示，剩余的，即為不小于的部分記作； （3）分別計算和對應區(qū)域的灰度值的平均值和

5、； （4）取和的均值作為新的灰度值，即； （5）判斷迭代條件是否成立。如若與之差的絕對值小于，則退出迭代，結束程序；否則循環(huán)步驟（2）（5），直到滿足迭代條件為止。 2 最佳閾值在實際圖像處理中的應用 上面敘述了一些尋求最佳閾值的方法，除過人工選擇法外，其余的都是通過某種原理求解出來的。本文通過用上面除人工選擇法外的其余三種方法，將三種方法運用到一幅圖像中，求解出其所對應的閾值，再將其所求出來的閾值分別代入霍夫變換中，來檢測提取直線的效果，其所對應的結果如圖1： 3 結語 本文簡述了幾種求解最佳閾值的方法，通過實驗表明，各種方法得到的結果是不同的。在處理圖像的應用中，選擇合適的閾值是至關重要的

6、，實驗也表明，直方圖算法可以較準確地提取直線，但是產生的錯誤也是比較多的。而迭代法，由于迭代條件的不同，其所取得的效果是隨迭代值可以變化的。OTSU算法，是借助最小二乘法求解推導出來的，其效果還是比較可以的。本文主要想說明，最佳閾值在圖像處理中的重要性，如果閾值給的不合適，那么圖像處理將有可能以失敗告終，閾值的確定也應該作為圖像處理中的一個重要方向進行研究。 參考文獻 1楊杰，黃朝兵.數(shù)字圖像處理及MATLAB實現(xiàn)M.北京：電子工業(yè)出版社，2010. 2周品，李曉東.MATLAB 數(shù)字圖像處理M.北京：清華大學出版社，2012. 3Mark S.Nixon，Alberto S.Aguado.特征提取與圖像處理（第二版）M.北京：電子工業(yè)出版社，2010. 4段汝嬌，趙偉，等.一種基于改進Hough變換的直線快速檢測算法