阈值分割技术
图像的阈值分割及边缘检测技术
数字图像处理实验报告题目：图像的阈值分割及边缘检测技术班级：姓名：学号：图像的阈值分割及边缘检测技术一、实验目的1、了解图像的分割技术，掌握图像的全局阈值分割技术并通过MATLAB实现；2、了解图像的边缘检测，掌握梯度算子图像边缘检测方法。
二、实验内容1、基于直方图的全局阈值图像分割方法；2、Edge命令（roberts,perwitt,sobel,log,canny），实现边缘检测。
三、实验原理1、全局阈值是最简单的图像分割方法。
其中，直方图法的原理如下：想做出图像的直方图，若其直方图呈双峰且有明显的谷底，则可以讲谷底点所对应的灰度值作为阈值T，然后根据该阈值进行分割，九可以讲目标从图像中分割出来。
这种方法是用于目标和背景的灰度差较大且直方图有明显谷底的情况。
2、用于边缘检测的梯度算子主要有Roberts算子、Prewitt算子、Sobel算子。
这三种检测算子中，Roberts算子定位精度较高，但也易丢失部分边缘，抗噪声能力差，适用于低噪声、陡峭边缘的场合。
Prewitt算子、Sobel算子首先对图像做平滑处理，因此具有一定的抑制噪声的能力，但不能排除检测结果中的虚假边缘，易出现多像素宽度。
四、实验步骤1、全局阈值分割：①读取一张图像；②生成该图像的直方图；③根据直方图双峰产生的低谷估计阈值T；④依次读取图像各个点的像素，若大于阈值，则将像素改为255，若小于阈值，则将该像素改为0；实验代码如下：I=imread('cameraman.tif'); %读取一张图像subplot(221);imshow(I); %显示该图像subplot(222);imhist(I); %生成该图像的直方图T=60; %根据直方图估计阈值T为60[m,n]=size(I); %取图像的大小为【m,n】for i=1:m %依次读取图像各个点的像素，若大于阈值，则将像素改为255，若小于阈值，则将该像素改为0for j=1:nif I(i,j)>=T I(i,j)=255;else I(i,j)=0;endendendsubplot(223);imshow(I); %显示全局阈值分割后的图像2、图像的边缘检测①读取一张图像；②分别使用roberts算子检测、Prewitt算子检测、sobel算子检测、log算子检测、canny算子检测对图像进行处理③输出实验结果图像实验代码如下：I=imread('cameraman.tif'); %读取一张图像subplot(231);imshow(I);title('原图像');BW1=edge(I,'roberts'); %进行Roberts算子边缘检测，门限值采用MATLAB默认值BW2=edge(I,'prewitt'); %进行prewitt算子边缘检测，门限值采用MATLAB默认值BW3=edge(I,'sobel'); %进行sobel算子边缘检测，门限值采用MATLAB默认值BW4=edge(I,'log'); %进行log算子边缘检测，门限值采用MATLAB默认值BW5=edge(I,'canny'); %进行canny算子边缘检测，门限值采用MATLAB默认值subplot(232);imshow(BW1,[]);title('进行Roberts算子边缘检测');subplot(233);imshow(BW2,[]);title('进行prewitt算子边缘检测');subplot(234);imshow(BW3,[]);title('进行spnel算子边缘检测’);subplot(235);imshow(BW4,[]);title('进行log算子边缘检测');subplot(236);imshow(BW5,[]);title('进行canny算子边缘检测');五、实验结果1、图像全局阈值分割源图像直方图全局阈值分割后的图像2、图像的边缘检测六、实验心得1、通过本次实验，我学习到利用MATLAB进行图像的全局阈值分割，其方法是通过图像的直方图估计出阈值再进行分割。
图像阈值分割及去噪的实现
在去噪过程中，如何平衡去噪效果和细节保留是一大挑战。过度去噪 可能导致图像细节丢失，而保留细节又可能无法有效去除噪声。
计算效率
现有的阈值分割和去噪算法往往计算复杂度较高，难以满足实时处理 的需求。
适应性
对于不同类型的图像（如自然图像、医学图像等），现有的方法可能 无法达到理想的分割和去噪效果。
常用的阈值分割算法有
全局阈值分割、自适应阈值分割、Otsu阈值分割等。
02 去噪技术
去噪的基本概念
01
02
03
去噪
从带噪声的信号中提取出 纯净信号的过程。
噪声
对信号的干扰，通常表现 为图像中的随机像素值变 化。
噪声来源
图像获取、传输过程中可 能引入的随机误差或异常 值。
去噪的原理
滤波
通过数学运算对图像像素 值进行平滑处理，减少噪 声。
阈值分割实例
灰度阈值分割
将灰度图像转换为二值图像，通 过设定一个阈值将像素点分为两 类，通常用于突出图像的边缘或
特定区域。
Otsu阈值法
基于灰度直方图的统计特性，自 动确定最优阈值进行分割，适用 于背景和前景有较大灰度差异的
情况。
自适应阈值分割
根据图像局部的灰度分布动态确 定阈值，能够更好地处理光照不
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图像阈值分割及去噪的实现
contents
目录
• 图像阈值分割 • 去噪技术 • 阈值分割与去噪的结合 • 实例分析 • 结论与展望
01 图像阈值分割
阈值分割的基本概念
01
阈值分割是一种简单有效的图像 分割方法，通过设定一个阈值， 将图像的像素点分为两类或多类 ，从而实现图像的分割。
数字图像处理——阈值分割
BW=im2bw(I,level);
figure
imshow(BW)
%global threshold
for i=1:width
for j=1:height
if(I(i,j) < 80)
BW1(i,j)=0;
else
BW1(i,j)=1;
end
end
end
figure
title('分水岭方法')
Sobel、Prewitt、Roberts等算子的边缘提取算法。
a=imread('d:\skull.png');
bw1=edge(a,'sobel');
bw2=edge(a,'prewitt');
bw3=edge(a,'roberts');
bw4=edge(a,'log');
[x,y]=meshgrid(lims(1):lims(2));
bw1=sqrt((x-center1).^2 + (y-center1).^2) <= radius;
bw2=sqrt((x-center2).^2 + (y-center2).^2) <= radius;
bw=bw1 | bw2;
figure, imshow(bw,'InitialMagnification','fit'), title('二进制图像')
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实验报告
课程
图像处理
实验题目
图像分割
1.引言
图像分割是一种重要的图像分析技术。在对图像的研究和应用中，人们往往只对图像中的特定某一部分感兴趣，他们一般对应着图像中某些特定的区域。为了识别它们，可以把他们从图像中分离提取出来。
阈值分割学习.pptx
o )
P
P1(Z)
E1(Zt)
P2(Z) E2(Zt)
Zt
Z
从前面可以看出，假如：
① 图像的目标物和背景象素灰度级概率呈正态分布，
② 且偏差相等(σ12 = σ22)， ③ 背景和目标物象素总数也相等(θ＝1/2)，
则这个图像的最佳分割阈值就是目标物和背景象素灰度级
两个均值的平均。
第16页/共25页
Otsu法是一种使类间方差最大的自动确定阈值的方法，该方法具有 简单、处理速度快的特点。
Otsu法阈值分割的基本思想是：
设图像像素为N，灰度范围为[0，L-1],对应灰度级i的像
素为ni，概率为： pi ni / N
选定阈值T把图像中的像素分成两个灰度级C0和C1，C0由灰度值在
[0，T]之间的像素组成，C1由灰度值在[T+1，L-1]之间的像素组成,由
T
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2.迭代阈值选择
迭代阈值选择方法的基本思想是：
开始时选择一个阈值作为初始估计值，然后按照某种策略不断的改进 这一估计值，直到满足给定的准则为止。 迭代阈值选择方法的步骤：
1. 选择一个初始估计值T（建议初始估计值为图像中最大亮度值和最 小亮度值的中间值）。
2. 使用T分割图像。这会产生两组像素：亮度值≥T的所有像素组成 的G1，亮度值<T的所有像素组成的G2。
灰度分布概率，整个图像的均值为：T
L 1
i pi
i0
C0和C1的均值为：0
T i0
ipi
0
1Байду номын сангаас
L1 ipi
iT 1
1
其中：
T
0 pi i0
L1
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6.各种工具可用于构建自定义的图形用户界面7.各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C++、Fortran、Java、COM 以及Microsoft Excel）集成8.不支持大写输入，内核仅仅支持小写MATLAB 有出色的图形处理功能：向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。
阈值分割原理
阈值分割原理阈值分割是一种数字图像处理中常用的像素分割方法，其原理主要是基于图像灰度值的统计特性。
其思路是分别统计图像中不同灰度级别的像素个数，通过确定一个灰度值作为阈值，将图像中的像素分成两类，进而实现对图像的分割。
阈值分割的基本原理是通过将图像灰度值分为两个区间，从而将灰度低于或高于阈值的像素分为两类，从而实现图像的二值化处理。
本文将对阈值分割的基本原理、常用的实现方法以及应用进行全面的介绍。
阈值分割的基本原理阈值分割的基本原理是将图像中的像素分为两个部分，一部分为灰度值大于等于阈值的像素，另一部分为灰度值小于阈值的像素。
此时，我们可以将分割出来的灰度值较低的像素赋值为0，灰度值较高的像素赋值为1，从而将其转化为二进制图像。
这种方法通常用于物体检测、图像分割、OCR等领域，其中图像分割是其中应用最为广泛的领域之一。
在将图像进行阈值分割时，需要找到一个合适的阈值。
阈值可以是任何一个位于图像灰度值范围之内的值。
阈值分割方法需要根据具体的场景进行灰度值的筛选，通常可以选择采用迭代法、聚类法、最大间隔法和形态学方法等实现。
1. 迭代法迭代法通常是一种较为常见的方法。
这种方法的基本思路是：先在图像的灰度值范围内随机选取一个阈值，然后对目标二值化图像进行处理，将灰度大于或等于该阈值的像素设为前景像素（白色），将小于该阈值的像素设为背景像素（黑色）。
接着，可以计算出前景和背景的平均灰度值，将其作为新的阈值。
将新阈值作为该算法的输入，重复执行该算法，直到图像中的前景像素和背景像素稳定不变为止。
2. 聚类法聚类法是一种常用的阈值寻找方法。
该方法基于聚类分析的思想，将图像中的像素分为多个簇。
这些簇是按照图像灰度值进行排序的，每个簇的中心都对应一种不同的灰度值。
在这种情况下，我们可以寻找显著区分不同灰度值区间的簇，以确定阈值。
3. 最大间隔法最大间隔法是一种基于统计学原理的方法，它可以有效地找到分离前景像素和背景像素的最佳阈值。
阈值分割方法
阈值分割方法1. 什么是阈值分割？阈值分割是将图像根据其灰度级分割成两个或多个部分的过程。
这个过程中，我们选择一个阈值来确定像素应该属于哪个类别（前景或背景）。
2. 常见的阈值分割方法有哪些？常用的阈值分割方法包括全局阈值法、局部阈值法（如Otsu阈值法）、自适应阈值法、多阈值分割法等。
3. 全局阈值法是如何工作的？全局阈值法首先计算出图像的灰度平均值作为初始阈值，然后迭代地计算前景和背景的平均灰度值并重新计算阈值，直到阈值收敛为止。
4. 局部阈值法是如何工作的？局部阈值法将图像分割成许多小区域，然后为每个区域选择不同的阈值。
这可以让我们在处理具有不同灰度级的图像时获得更好的结果。
5. Otsu阈值法是如何工作的？Otsu阈值法是一种自适应阈值方法，它通过寻找使类间差异最大的阈值来确定图像的二值化阈值。
6. 自适应阈值法是如何工作的？自适应阈值法将图像分割成多个子区域，并根据每个子区域的统计特性来确定二值化阈值。
这可以解决具有大量噪声的图像的问题。
7. 多阈值分割法是如何工作的？多阈值分割法将图像分成多个部分，并针对每个部分选择不同的阈值。
这在处理具有多个目标或复杂纹理的图像时特别有用。
8. 如何选择最佳阈值？选择最佳阈值的方法取决于我们所处理的图像以及我们所需的分割质量。
通常，我们可以使用像Otsu阈值法这样的自适应方法，或者手动测试不同阈值的效果以找到最佳的阈值。
9. 阈值分割的优缺点是什么？阈值分割的主要优点是简单快速，并且容易实现。
它不能很好地处理具有复杂纹理或多个目标的图像，并且对图像中的噪声比较敏感。
10. 阈值分割在哪些领域应用广泛？阈值分割在医学影像处理、计算机视觉、机器人技术、数字图像处理等领域应用广泛。
在医学领域，阈值分割用于提取CT和MRI扫描中的病变区域。
在计算机视觉中，阈值分割可以用于滤除图像背景或提取目标区域。
在机器人技术中，阈值分割可用于机器人导航和自动化应用等方面。
迭代法阈值分割
迭代法阈值分割
迭代法阈值分割是一种常用的图像分割方法，它通过不断迭代计算图像的阈值，将图像分为不同的区域，从而实现图像的分割。
该方法的优点是简单易懂，计算速度快，适用于各种类型的图像分割。
迭代法阈值分割的基本原理是将图像的灰度值分为两个区域，然后计算两个区域的平均灰度值，将平均灰度值作为新的阈值，再将图像分为两个区域，如此循环迭代，直到满足一定的条件为止。
具体的步骤如下：
1. 初始化阈值T，将图像分为两个区域，分别为前景区域和背景区域。
2. 计算前景区域和背景区域的平均灰度值，将平均灰度值作为新的阈值T。
3. 将图像根据新的阈值T分为两个区域，分别为前景区域和背景区域。
4. 判断新的阈值T和旧的阈值T'之间的差值是否小于一定的阈值，如果小于则停止迭代，否则继续迭代。
5. 输出分割结果。
迭代法阈值分割的优点是计算速度快，适用于各种类型的图像分割。
但是该方法也存在一些缺点，例如对于复杂的图像，分割效果可能
不理想，需要进行后续的处理。
此外，该方法对于阈值的选择比较敏感，需要根据具体的图像进行调整。
迭代法阈值分割是一种简单易懂、计算速度快的图像分割方法，适用于各种类型的图像分割。
在实际应用中，需要根据具体的图像进行调整，以达到最佳的分割效果。
图像处理算法介绍：阈值分割
图像处理算法介绍：阈值分割在图像处理时，受外界光线的干扰一般比较大，假如在阈值分割时采用固定阈值，那么在环境改变时分割效果受影响极大，那么为了避免此影响就必须采用动态阈值，自动求出合适的阈值，将目标图像和背景图像分割开来。
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。
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。
因此，这里美国TEO将简要介绍图像处理算法：阈值分割。
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；由原始灰度或彩色值变换得到的特征。
设原始图像为f(x，y)，按照一定的准则在f(x，y)中找到特征值T，将图像分割为两个部分，当像素点灰度值或彩色值大于T时，则置为A1（其置可为1），小于T时，则置为A0（其置可为0）。
下面是几种常用的阈值分割方法：1、p-分位数法这也是最基础最简单的一种图像分割方法。
该方法使目标或背景的像素比例等于其先验概率来设定阈值，简单高效，但是对于先验概率难于估计的图像却无能为力。
例如，根据先验知识，知道图像目标与背景象素的比例为PO/PB,则可根据此条件直接在图像直方图上找到合适的阈值T，使得f(x,y)>=T的象素为目标，f(x,y)的象素为背景。
2、迭代方法选取阈值初始阈值选取为图像的平均灰度T0，然后用T0将图像的像素点分作两部分，计算两部分各自的平均灰度，小于T0的部分为TA，大于T0的部分为TB。
计算后，将T1 作为新的全局阈值代替T0，重复以上过程，如此迭代，直至TK 收敛，即TK＋1＝TK 。
经试验比较，对于直方图双峰明显，谷底较深的图像，迭代方法可以较快地获得满意结果。
但是对于直方图双峰不明显，或图像目标和背景比例差异悬殊，迭代法所选取的阈值不如最大类间方差法。
数字图像处理第六章图像分割第二讲阈值分割法
（1）设阈值为t，阈值化为：
1 f(x,y)≥t g(x,y)=
0 f(x,y)<t
灰度值 f(x0,y0)
T
1 f(x,y)≤t 或 g(x,y)=
0 f(x,y)>t
（2）阈值为灰度范围[t1,t2]，阈值化为：
1 t1≤f(x,y)≤t2 g(x,y)=
0 其它
（3）设阈值为t，半阈值化为：
6.2 阈值分割法
6.2.1 阈值分割原理 6.2.2 阈值选取方法
6.2.1 阈值分割原理
1、 阈值分割的原理
图像阈值分割是一种广泛应用的分割技术。
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，以确定图像中每个象素 点应该属于目标还是背景区域，从而产生相应的二值图 像。
f(x,y) f(x,y)≥t g(x,y)=
0 其它
(4) 图像阈值分割的通式为： ZE f(x,y)∈Z 阈值
g(x,y)= ZB 其它
可见，阈值化分割算法主要有两个步骤： 1）确定合适的分割阈值 2）将每个象素值与分割阈值比较以划分象素归属。
2、 阈值的分类
3、 阈值分割的特点
6.2.2 阈值选取方法
1、根据直方图谷点确定阈值 2、最优阈值（最小错误概率阈值） 3、最大类间方差阈值 4、P参数法阈值
1、根据直方图谷点确定阈值
(a) 原始图像 (c) 二值化图像
(b) 原图的直方图
3）存在的缺点：会受到噪音的干扰，最小值不是预期的阈值， 而偏离期望的值。 改进1：取两个峰值之间某个固定位置，如中间位置上。由 于峰值代表的是区域内外的典型值，一般情况下，比选谷 底更可靠，可排除噪音的干扰。
图像阈值分割技术综述
图像阈值分割技术综述
杨修 国
（ 陕西工业职业技术 学院 电气工程学院 ，陕西成 阳 ７ １ ２ ０ ０ ０） 摘 要 ：图像 分割是 图像处理 的一项重要 内容 ，通过 图像分 割是 对 图像进行模 式识 别和的视 觉分析基本前提 。 同时，图像 分割是 图像 处理、模 式识别、人工 智能和其 它领 域的关键 问题 ，几乎在所有领域 需要 用到 图像 处理 。阈 值分割是 一种 传统的 图像分割方 法，因其操作 简单 ，计 算量小、 实现 简单、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 。文章 综述 了近年来在 图像分割技术 中出现 的常用方法及 它们 的优 缺 点 。并对 图像分割技术的前景进行 了分析 及展 望。 关键 词 ：图像 分割 ；阈值 ；图像 处理 ；图像分析 中图分类号 ：Ｔ Ｐ ３ １ ７ ． ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ２ ４ ７ 一 Ｏ １ （ 二 ）基于 区域 的全局阀值方法 。对一 幅图像而言，不 引 言 在图像研究方面 ，人们 研究 的对象主 要针对 图像 中的部 同的区域 ，比如说 目标区域 或背景 区域 ，同一区域 内的象 素， 分感兴趣 ，这些部分称为 目标或前景 （ 其他部分称为背景 ）， 在位置和灰度级上 同时具有较强的一致性和相关性 。 人 们一般对应 图像 的特 定区域 ，具有独特 性质 的区域 。为了 （ 三 ）局部 阈值法 和多阈值法 。局部 阈值 （ 动态 阈值 ） 容 易辨识和分析 目标，通常将 图像进行 分离提取 出来，在此 当图像 中有如 下一些情况 ：有 阴影 ，照度不 均匀，各处 的对 基 础上才有可 能对 目标进一步研 究。图像 分割就是指把 图像 比度 不 同，突发 噪声，背景灰度变化等 ，如 果只用一个 固定 分成特定 的的区域 ，对 感兴趣 的 目标进 行研究 的过程 。主要 的全局阈值对整 幅图像进行分割 ，则 由于不 能兼顾 图像各 处 特 性有是象素 的灰度、颜色 、纹理等 ，预 先定义 的 目标 可 以 的情况而使分 割效果受到影响 。局部 阈值分 割法虽然能改 善 但存在几个缺 点：（ ｉ ） 每幅子图像 的尺寸不能太小 ， 对应单个 区域 ，也可 以对应 多个 区域 。常见 的图像 分割算法 分割效果， 有：阈值分割 、边 缘检测和 区域提取 法。本文着重研 究基于 否则统计出的结果无意义 ； （ ２ ）每幅 图像的分割是任 意的， 阈值法的图像分割技 术。 如果有一 幅子 图像正好落在 目标 区域或背景 区域 ，而根据 统 二 、 阈值 分 割 计结果对其进 行分割，也许会产生更差的结果； （ ３ ）局部阈 （ 一） 阈值法 的基本原 理。阈值 分割法是一种 基于区域 值法对每 一幅子 图像都要进行 统计，速 度慢 ，难 以适应 实时 的图像分割技术，其基本 原理是 ：通过设定不同的特 征阈值 ， 性的要求 。 把 图像象 素点分为若干类 。常用 的特征包括 ：直接 来 自原始 全局 阈值分割方法在 图像 处理 中应用 比较 多，它 在整幅 图像 的灰度 或彩色特征 ；由原始 灰度或彩色值变 换得到的特 图像 内采 用固定 的阈值分割 图像。考虑到全局 阈值分 割方法 征 。设原始图像为 ｆ（ ｘ ，ｙ ），按照一定的准则 ｆ（ ｘ ，Ｙ ）中 应用 的广泛性 ，本文重点讨论全 局阈值分割方法 。 找到特征值 Ｔ ，将图像分割为两个部分 ，分割后 的图像为 ： 四、阈值分割 的特点 ｆ 热 蒜 《 《 （ １ ）针对 研究 目标与 背景对 比度较 强 图像 分割特 别有 ｇ （ ｘ ’ ｛ 赫 》 》 效； （ ２ ）计算量简 单； （ ３ ）能用封 闭而且连通 的边 界定义 若取 ：ｂ ｏ ＝ ０（ 黑 ），ｂ ｌ ＝ １（ 白 ）， 即为我 们通 常所 说 的 不 交叠的区域 ； （ ４ ）具有并行性 ； （ ５ ）可 以推广 到非灰度 图像二值化 。 特 征，如果物体 同背 景的区别不在灰度值 ，而是其他特征 ， 阈值分割方法 的特 点：适用于 目标和 背景灰度对 比强 烈 如 纹理等，可 以先计 算那 种特征 ，再转化 为灰度 图，然后就 的，重要的是背景或物 体的灰度 比较单 一，而且总可 以得 到 可 以利 用 阈值 分 割 技 术 。 封 闭且连通 区域 的边界 。 五 、 结 束 语 （ 二 ）图像二 值化 。设 原始 图像 ｆ（ ｘ ，ｙ ），以一定 的 阈值分割法是一种 传统的图像分割方法 ，因其实现简单、 准则在 ｆ（ ｘ ，ｙ ）中找出一个合适 的灰度值 ，作为 阈值 ｔ ，则 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 分割 后的图像 ｇ（ ｘ ，Ｙ ），可 由下式表 示： 泛的分割技术 ．已被 应用于很 多的领域 。图像阈值化分割 是 种最常用 ，同时也是最简单 的图像 分割方法 ，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 另外 ，还 可 以将 阈值设置 为一个灰度 范 围 ［ ｔ ，ｔ 。 ］ ，凡 此在很 多情 况下，是进行 图像分析 、特 征提取与模式识 别之 是灰度在范围 内的像素都变为 ｌ ，否则 皆变为 ０ ，即： 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， 某种特 殊情况下 ，高于 阈值 ｔ的像素保持原 灰度 级，其 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 它像素都变为 ０ ，称 为阈值法 ，分割后 的图像可表示为： 度级出发选取一个或多个阈值来 实现 。 ‘ 参考文献 ： 、 ， 一 Ｊ ｌ ， Ｊ． ， ’ ， ｙ ） ｔ ０ 其玄 『 １ １ 陈海 ． 数字图像 处理 『 Ｍ１ ． 科学 出版社 ， ２ ０ ０ ９ （ ０ ６ ） ： ２ ３ ４ — ２ ３ ６ ． 三 、阈值分割方法 的分类 ［ ２ 】 张丽 ． 基 于 图像 处理的压载 水微 生物统计的算法研究 基于 闽值 的分割方法 ，可以是单阈值，也可 以是多 阈值； ［ Ｄ ］ ． 大连海事 大学 ， ２ ０ ０ ８ ． 局部 阈值 法是把原始 的整幅图像分为几个 小的子 图像 ，再对 ［ ３ ］ 耿楠 ． 判 别分析法确定最佳 值的快速算 法 【 Ｄ 】 ． 西北 每个子 图像应用全局 阈值 法分别求 出最优分 割阈值 。根据 阈 农林科技 大学 ， ２ ０ １ ０ ． 值法的原理可 以将 阈值选取技术分为 ３ 大类 ： （ 一 ）基于 点的全 局阈值方法 。基于 点的全局阈值算法 ［ 作 者简介 ］杨修 国 （ １ ９ ７ ６ － ），男 ，陕西武功人 ，研究 与其他几 大类方法 相 比，算法 时间复杂 度较低 ，易于 实现 ， 生 ，讲 师，陕西工业职业 技术学 院教师 ，从事计算机 图像处 适合应用于在线实时 图像处理系统。 理 方 向研 究 。
图像的阈值分割技术
目录摘要 (I)1 概述 (1)2 图像的阈值分割技术 (2)2.1阈值分割思想和原理 (2)2.2全局阈值分割 (2)2.3自适应阈值 (4)3 最佳阈值的选择 (4)3.1直方图技术 (4)3.2最大类间方差法（OTSU） (5)3.3迭代法 (7)4 心得体会 (10)参考文献 (11)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。
图像分割是从图像处理到图像分析的关键步骤，可以说，图像分割结果的好坏直接影响对图像的理解。
图像分割的方法和种类有很多，有些分割运算可直接应用于任何图像，而另一些只能适用于特殊类别的图像。
有些算法需要先对图像进行粗分割。
常见的分割方法有阈值分割、边缘检测、边缘跟踪、区域分裂与合并等。
关键在：图像分割，matlab，阈值分割1 概述对图像进行研究和应用时，人们往往对图像中的某些部分感兴趣，这些部分常被称为目标或对象（object ）。
图像处理的重要任务就是对图像中的对象进行分析和理解。
在图像分析中，输出结果是对图像的描述、分类或其他结论，而不再像一般意义的图像处理那样——输出也是图像。
图像分割是将数字图像分成互不重叠的区域并提取出感兴趣目标的技术。
可见在图像特征提取之前重要的一部分工作就是图像分割，图像分割是图像识别和图像理解的基本前提步骤。
图像分割算法一般是基于灰度的两个性质之一：不连续性和相似性。
第一个性质的应用是基于灰度的不连续变化来分割图像。
第二个性质的主要应用是根据事先制定的准则将图像分割为相似的区域。
这两种方法都有各自的优点和缺点。
常见的分割方法有阈值分割、边缘检测、边缘跟踪、区域分裂与合并等，如图1-1所示。
图1-1 图像分割算法图像分割不连续性检测相似性检测边界分割边缘检测 边缘跟踪 Hough 变换区域分割阈值分割区域分裂与合并 自适应2 图像的阈值分割技术2.1 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。
医疗影像处理中的图像分割算法
医疗影像处理中的图像分割算法图像分割是一种将图像划分成多个具有独立语义信息的区域的方法，它在医疗影像处理中扮演着重要的角色。
医疗影像分割的目标是将影像中感兴趣的区域从背景中分离出来，以帮助医生进行病变分析、诊断和治疗。
在医疗影像处理中，图像分割算法的准确性和效率至关重要。
准确性确保分割结果与医生给定的标注一致，而效率则决定了算法能否在实际应用中处理大规模医疗影像数据。
常见的医疗影像分割算法包括阈值分割、区域生长、边缘检测和基于机器学习的方法等。
下面将分别介绍这些算法的原理和应用。
1. 阈值分割阈值分割是一种简单但常用的图像分割方法。
它基于图像灰度值的不同，在图像上设置一个或多个阈值来实现分割。
通过选择合适的阈值，可以将感兴趣的区域与背景区域分离开来。
但该方法对于光照变化和噪声敏感，因此在复杂的医学影像中效果有限。
2. 区域生长区域生长是一种基于相似性的图像分割方法。
它从种子点开始，不断生长并将与种子点相似的像素合并为同一区域。
该方法通常需要人工提供种子点，并根据图像特点调整生长准则。
区域生长方法适用于具有明显边界的图像，但对于灰度均匀且模糊边界的图像分割效果较差。
3. 边缘检测边缘检测是一种通过检测图像中的强度变化来实现分割的方法。
它通过计算图像中像素灰度值的一阶或二阶导数来检测边缘。
常用的边缘检测算法有Sobel、Canny和Laplacian等。
该方法对于具有明显边界的图像分割效果较好，但在存在噪声或纹理较强的图像中容易产生误检。
4. 基于机器学习的方法基于机器学习的方法在医疗影像分割中越来越受到关注。
这些方法利用训练数据来构建分类器或分割模型，以实现自动分割。
常用的机器学习算法包括支持向量机（SVM）、随机森林和卷积神经网络（CNN）等。
这些算法通过学习大量的标注数据，可在医疗影像分割任务中取得较高的准确性和泛化能力。
除了以上常见的图像分割方法外，还有一些其他的算法，如基于水平集的方法、活动轮廓模型等。
图像阈值分割PPT课件
• 一 图像分割概述 • 二 阈值分割 • 三 边缘检测 • 四 区域分割
一、图像分割概述
• 图像分割是指通过某种方法，使得画 • 面场景中的目标物被分为不同的类别。 • 通常图像分割的实现方法是，将图像 • 分为“黑”、“白”两类，这两类分别代 • 表了两个不同的对象。 • 因为结果图像为二值图像，所以通常 • 又称图像分割为图像的二值化处理。
2.1 类间方差-OTSU
• OTSU算法也称最大类间方差法，有时也称之为 大津算法，由大津于1979年提出，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。因方差是灰度分布均 匀性的一种度量,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。
的阈值。
设某一图像只由目标物和背景组成，已知其灰度级分布概率 密度分别为P1(Z)和P2(Z),目标物体象素占全图象素比为ө， 因此该图像总的灰度级概率密度分布P(Z)可用下式表示： P(Z)= ӨP1(Z)+ (1－Ө)P2(Z)
• 设选用的灰度级门限为Zt，图像由亮背景上的暗 物体所组成，因此凡是灰度级小于Zt的象素被认 为是目标物，大于Zt的象素皆作为背景。
阈值的选取时阈值分割技术得关键，如果过高，则过多的目标点被 误归为背景；如果阈值过低，则会出现相反的情况。由此可见，阈值化 分割算法主要有两个步骤：
1) 确定需要的分割阈值；2) 将分割阈值与象素值比较以划分象素。
在利用阈值方法来分割灰度图像时一般都对图像有一定的假设。基于 一定的图像模型的。最常用的模型：
图像分割的阈值法综述
图像分割的阈值法综述引言图像分割是计算机视觉领域的一项重要任务，旨在将图像分割成不同的区域或对象。
阈值法是一种常用的图像分割方法，具有算法简单、运算量小、易于实现等优点，因此在工业、医学、军事等领域得到了广泛的应用。
本文将对图像分割的阈值法进行综述，介绍其概念、优缺点、应用现状和发展趋势。
文献综述阈值法是一种基于像素值的图像分割方法，通过设置一个阈值，将像素值划分为不同的类别。
早在1979年，阈值法就已被提出并应用于图像分割领域。
随着技术的发展，各种阈值法模型不断涌现，包括线性阈值法、非线性阈值法、自适应阈值法等。
线性阈值法是最早的一种阈值法，通过将像素值线性地映射到阈值上，将图像分割成两个或多个区域。
常用的线性阈值法包括Otsu’s方法、Mean-Shift方法等。
非线性阈值法则通过非线性映射关系，更加精确地描述像素值的分布情况。
常用的非线性阈值法包括Gamma变换、正态分布模型等。
自适应阈值法则根据图像的局部特征，自适应地设置阈值，以提高图像分割的准确性。
常用的自适应阈值法包括局部阈值法、区域生长法等。
此外，还有基于深度学习的阈值法，如卷积神经网络（CNN）等，通过训练模型学习图像特征，实现更加精确的图像分割。
研究现状目前，阈值法在图像分割中的应用已经非常广泛。
在图像去噪方面，阈值法可以有效地区分噪声和图像信号，从而实现图像的降噪。
在图像降维方面，阈值法可以通过对像素值进行聚类，将图像转换为低维特征表示，从而加速图像处理速度并减少计算复杂度。
然而，阈值法也存在一些局限性。
首先，阈值法的性能对阈值的选择非常敏感，如果阈值选择不合适，可能会导致图像分割效果不佳。
其次，阈值法只能处理静态的图像，对于动态的图像处理效果较差。
此外，对于复杂背景和遮挡等干扰因素，阈值法也难以实现准确的图像分割。
实验设计与结果分析为了验证阈值法在图像分割中的效果，我们设计了一系列实验。
首先，我们选取了不同类型的图像，包括自然场景、人脸、医学影像等，使用不同的阈值法进行分割实验。
基于阈值的分割方法
基于阈值的分割方法
阈值分割是图像处理中一种有效的分割方法。
它通过将一张图像
的像素点值分成几个部分来获得一系列局部分割结果，它的实质就是
使用单一阈值来将图像分解为背景和目标之间。
阈值分割法有多种，其中最常用的是简单阈值分割法。
这种方法
用于实现图像的二分法，并使用一个指定的阈值来将整个图像划分为
背景和前景。
当图像中具有两个明显不同的灰度水平时，用阈值分割
法可以很好地实现图像分割：如果像素值低于阈值，则认为它是背景；反之，如果像素值高于阈值，则认为它是前景。
此外，还有一些特殊的阈值分割法，如改进的阈值分割方法、双
阈值分割方法，有助于分割更复杂的图像。
改进的阈值分割方法称为“变量阈值分割法”，它在图像的背景和前景之间使用多个阈值，以
便在更复杂的图像中获得更佳的分割效果。
而双阈值分割方法则使用
两个阈值：一个用于处理黑色点，一个用于处理白色点。
总之，基于阈值的分割方法是一种重要的图像处理技术，它可以
很好地用于图像分割任务，帮助用户更准确地检测复杂场景中的目标物。
图像处理中的图像分割算法介绍
图像处理中的图像分割算法介绍图像分割是图像处理中的一个重要技术，在许多领域中都有广泛的应用。
图像分割算法旨在将图像分割成具有特定特征的区域，使得后续的图像分析和处理更加精确和有效。
本文将介绍几种常见的图像分割算法：阈值分割、边缘检测和区域生长算法。
我们来讨论阈值分割算法。
阈值分割是最简单且常用的图像分割方法之一。
该方法根据像素灰度值与预定义的阈值进行比较，将像素分为两个区域。
如果像素灰度值大于阈值，则该像素被分配到一个区域；反之，如果像素灰度值小于阈值，则被分配到另一个区域。
阈值分割算法简单易实现，但对于复杂的图像，效果可能不佳。
我们介绍边缘检测算法。
边缘检测算法可以识别图像中的边缘信息，将图像分割成由边缘组成的区域。
边缘是图像中灰度值快速变化的地方，常常表示物体边界。
边缘检测算法常用的方法有：Sobel算子、Prewitt算子和Canny算子。
Sobel 算子通过计算像素点周围像素的梯度值来检测边缘；Prewitt算子和Sobel算子类似，但计算方向不同；而Canny算子则基于多阶段的边缘检测过程，能够更准确地检测出边缘。
我们介绍区域生长算法。
区域生长算法通过将相邻像素逐个添加到区域中，以实现图像分割。
算法根据一定的准则，如像素相似性或像素间距离，选择合适的像素进行生长。
区域生长算法可以用于分割具有类似像素值的区域，适用于处理噪声较少的图像。
常见的区域生长算法有：种子点生长算法、连通域算法和分水岭算法。
种子点生长算法从预设的种子点开始，将与种子点相邻且满足相似性准则的像素添加到区域中；连通域算法根据像素的连通性来判断区域；而分水岭算法通过将图像视为地形图，利用水流向低处流动的原理进行分割。
综上所述，图像分割是图像处理中至关重要的技术，利用图像分割算法可以将图像分割成具有特定特征的区域。
本文介绍了几种常见的图像分割算法：阈值分割、边缘检测和区域生长算法。
每种算法都有其适用的场景和局限性，需要根据具体的图像特点和需求选择合适的算法。
影像学中的医学像分割方法解析
影像学中的医学像分割方法解析医学像分割是数字医学影像处理中的一项重要任务，其目的是从医学影像中准确地分离出感兴趣的结构或组织区域。
在影像学领域，像分割是一项挑战性的任务，它对于疾病诊断、治疗规划以及研究具有重要意义。
本文将介绍影像学中的医学像分割方法，并对其原理与应用进行解析。
一、阈值分割法阈值分割法是一种简单且常用的像分割方法。
它基于像素灰度值与事先设定的阈值之间的关系，将图像分为不同的区域。
对于二值图像，像素的灰度值要么是白色（前景），要么是黑色（背景）。
对于多值图像，根据不同的阈值将图像分为多个等级。
二、边缘检测分割法边缘检测分割法通过识别图像中的边缘来实现像分割。
边缘是图像中像素灰度值发生突变的区域，通常表示物体的边界。
边缘检测算法常用的有Sobel算子、Canny算子等。
这些算法能够提取出图像中的边缘信息，从而用于像素的分类和分割。
三、区域生长分割法区域生长分割法是一种基于区域的分割方法。
该方法从种子点开始，根据事先设定的邻域相似度准则，逐步扩展相似的像素点，将其归为同一个区域。
区域生长分割法适用于像素灰度值相似的区域，但对于存在灰度跳变的区域效果较差。
四、基于图割的分割法基于图割的分割法利用图论的概念和最小割最大流算法，将像素的分类问题转化为图中的最小割问题。
该方法能够有效地分割多个目标并减少分割错判。
它在医学图像的分割任务中得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。
五、深度学习分割法近年来，深度学习在医学像分割中取得了令人瞩目的成果。
深度学习利用神经网络的强大特征提取和模式识别能力，能够自动学习医学图像中的特征，并实现准确的像素分类和分割。
深度学习方法包括卷积神经网络（CNN）、U-Net等。
这些方法在医学图像分割领域取得了很高的准确度和鲁棒性。
总结起来，影像学中的医学像分割方法包括了阈值分割法、边缘检测分割法、区域生长分割法、基于图割的分割法以及深度学习分割法。
每种方法都有其优缺点，应根据具体应用场景选择最适合的方法。
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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6.各种工具可用于构建自定义的图形用户界面7.各种函数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C++、Fortran、Java、COM 以及Microsoft Excel）集成8.不支持大写输入，内核仅仅支持小写MATLAB 有出色的图形处理功能：向量和矩阵用图形表现出来，并且可以对图形进行标注和打印。
高层次的作图包括二维和三维的可视化、图象处理、动画和表达式作图。
可用于科学计算和工程绘图。
新版本的MATLAB对整个图形处理功能作了很大的改进和完善，使它不仅在一般数据可视化软件都具有的功能（例如二维曲线和三维曲面的绘制和处理等）方面更加完善，而且对于一些其他软件所没有的功能（例如图形的光照处理、色度处理以及四维数据的表现等），MATLAB同样表现了出色的处理能力。
同时对一些特殊的可视化要求，例如图形对话等，MATLAB也有相应的功能函数，保证了用户不同层次的要求。
另外新版本的MATLAB还着重在图形用户界面（GUI）的制作上作了很大的改善，对这方面有特殊要求的用户也可以得到满足。
2 图像阈值分割分析对图像进行研究和应用时，人们往往对图像中的某些部分感兴趣，这些部分常被称为目标或对象（object ）。
图像处理的重要任务就是对图像中的对象进行分析和理解。
在图像分析中，输出结果是对图像的描述、分类或其他结论，而不再像一般意义的图像处理那样——输出也是图像。
图像分割是将数字图像分成互不重叠的区域并提取出感兴趣目标的技图像分割算法一般是基于灰度的两个性质之一：不连续性和相似性。
第一个性质的应用是基于灰度的不连续变化来分割图像。
第二个性质的主要应用是根据事先制定的准则将图像分割为相似的区域。
这两种方法都有各自的优点和缺点。
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。
图像阈值分割即是其中的一种方法。
图像分割也可理解为把图像中有意义的特征区域或者需要应用的特征区域提取出来，这些特性区域可以是像素的灰度值、物体轮廓曲线、 纹理特性等，也可是空间频谱或直方图特征等。
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。
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阈值分割是一种简单有效的图像分割方法。
他对物体与背景有较强对比的图像分割特别有效，所有灰度大于或等于预知的像素被判决为属于物体，灰度值用“255”表示前景，否则这些像素点被排除在物体区域外，灰度值为“0”，表示背景。
3 图像的阈值分割技术阈值法有多种类型，主要有：全局阈值，自适应阈值等。
所谓全局阈值，如果背景的灰度值在整个图像中可合理的看做恒定，而且所有物体与背景都具有几乎相同的对比度，那么，只要选择了正确的阈值，使用了一个固定的全局阈值一般会有较好的效果。
3.1 全局阈值分割图2-1给出了利用全局阈值分割图像的实例。
图2-1（a）是原图，（b）是选择分割阈值为60的结果图。
MATLAB程序如下：%全局阈值I=imread('zw.jpg');[width,height]=size(I);for i=1:widthfor j=1:heightif(I(i,j)<150)BW1(i,j)=0;elseBW1(i,j)=1;endendendfiguretitle('全局阈值')imshow(BW1)这里设定了一个常数150，通过比较灰度值与150的大小关系来重新给图像赋值。
(a) 原图像（b）已分割图像图3.1 全局阈值分割3.2 自适应阈值但是，在许多情况下，背景的灰度值并不是常数，物体和背景的对比度在图像中也有变化，这时就要引入自适应阈值，一个在图像中某一区域效果良好的阈值在其他区域却可能效果很差。
在这种情况下，需要把灰度阈值取成一个随图像中位置缓慢变化的函数值，即为自适应阈值。
这类算法的时间复杂度和空间复杂度比较大，但是抗噪声的能力比较强，对采用全局阈值不容易分割的图像有较好的效果。
这种方法的关键问题是如何将图像进行细分和如何为得到子图像估计门限值。
由于用于每个像素的门限取决于像素在子图像中的位置，这类门限处理是自适应的。
4 最佳阈值的选择除非图像中的物体有陡峭的边沿，否则灰度阈值的取值对所抽取物体的边界的定位和整体的尺寸有很大的影响。
这意味着后续的尺寸（特别是面积）的测量对于灰度阈值的选择很敏感。
由于这个原因，我们需要一个最佳的，或至少是具有一致性的方法确定阈值。
4.1 直方图技术直方图双峰法是一种全局阈值分割方法。
假定物体和背景分别处于不同灰度级，图像被零均值高斯噪声污染，图像的灰度分布曲线近似用两个正态分布概率密度函数，分别代表目标和背景的直方图，利用这个函数的合成曲线拟合整体图像的直方图，图像的直方图将会出现两个分离的峰值。
该方法适用于具有良好双峰性质的图像，但需要用到数值逼近等计算，算法十分复杂，而且多数图像的直方图是离散的、不规则的。
先作出图像的灰度直方图，若其直方图呈双峰且有明显的谷底，则可以将谷底点所对应的灰度值作为阈值T，然后根据该阈值进行分割就可以将目标从图像中分割出来。
这种方法适用于目标和背景的灰度差较大，直方图有明显谷底的情况。
MATLAB图像处理工具箱提供了生成并绘制图像的直方图函数imhist( ),求门限函数graythresh( ),以及转换成二值图像函数im2bw( )。
图3-1给出了利用双峰法分割图像的实例。
图3-1（a）是原始的灰度图像，(b)是原图像的灰度直方图，（c）是直方图双峰法提取结果。
图3-1生成直方图后可以看到，图像有明显的双峰。
两个峰尖对应于物体内部和外部较多数目的点。
两峰之间的谷对应于物体边缘附近相对较少数目的点。
所以可以取谷底对应的灰度值作为阈值。
MATLAB程序如下：I=imread('ZW.jpg');I=rgb2gray(I);figure;subplot(1,3,1);imshow(I)title('原始灰度图')newI=im2bw(I,150/255);%根据上面直方图选择阈值150，划分图像的前景和背景figure;subplot(1,3,1);imshow(newI);title('分割后图像')MATLAB图象处理工具箱提供了imhist函数来计算和显示图象的直方图。
其中imhist(I,n)计算和显示灰度图象I的直方图，n为指定的灰度级数目，默认值为256。
图4.1生成直方图图4.2 双峰法分割4.2 最大类间方差法（OTSU ）最大类间方差法又称为OTSU 算法，该算法是在灰度直方图的基础上用最小二乘法原理推导出来的，具有统计意义上的最佳分割阈值。
它的基本原理是以最佳阈值将图像的灰度直方图分割成两部分，使两部分的方差取最大值，即分离性最大。
设X 是一幅具有L 级灰度级的图像，其中第i 级像素为i N 个，其中i 的值在0~L-1之间，图像的总像素点个数为：第i 级出现的概率为：在OTSU 算法中，以阈值k 将所有的像素分为目标0C 和背景1C 两类。
其中，0C 类的像素灰度级为0~k-1，1C 类的像素灰度级为k~L-1。
图像的总平均灰度级为：∑-==1L i iiPμNN P i i =∑-==1L i iNN0C 类像素所占面积的比例为：1C 类像素所占面积的比例为：01-=ωω10C 类像素的平均灰度为：00=ωμμ/)()(k k1C 类像素的平均灰度为：111=ωμμ/)()(k k其中，则类间方差公式为：22)()()(01002-+-=μμωμμωδk令k 从0~L-1变化，计算在不同k 值下的类间方差)(k 2δ，使得)(k 2δ最大时的那个k 值就是所要求的最优阈值。
图3-2为采用OTSU 方法取得最优阈值后进行阈值分割的结果。
MATLAB 程序如下： I=imread('ZW.jpg'); I=rgb2gray(I); subplot(1,3,1); figure;∑-=0=1k i iPω∑-=0=1)(k i iiPk μ∑-=01-==1)(1)(L ki ik iPk μμimshow(I)title('原始灰度图')%用MATLAB函数计算阈值level=graythresh(I);%OTSU计算全局图像I的阈值BW=im2bw(I,level);%阈值分割f igureimshow(BW)title('自适应阈值')MATLAB提供graythresh函数来自动获取分割阈值，im2bw 功能是转换图像为二值化图像。