OPENCV实现C++的OTSU自适应阈值分割的算法描述
otsu阈值分割
![otsu阈值分割](https://img.taocdn.com/s3/m/3728525fae1ffc4ffe4733687e21af45b307fe14.png)
otsu阈值分割Otsu阈值分割是一种基于图像的自动阈值选择算法,用于将图像分割成前景和背景两部分。
该分割方法可以有效地抑制不同灰度级的像素混合,并克服Kittler阈值分割算法存在的一些缺点。
二、阈值分割原理1. 什么是阈值分割?阈值分割是一种图像处理算法,用于将一幅图像中的像素分割成前景和背景两部分,以便更容易对图像进行分析。
2. 如何选择阈值?选择阈值的方法有很多种,主要有:经验法:根据对图像的实际感知,经验地确定最佳的阈值。
用户设定法:根据用户的需求,设定一个阈值来分割图像。
自动阈值选择法:根据图像的直方图和其他信息,自动选择一个最佳的阈值。
三、Otsu阈值分割Otsu阈值分割是一种自动阈值选择算法,它可以根据图像的灰度直方图和其他信息,自动选择一个最佳的阈值进行分割。
它是为了克服Kittler阈值分割算法存在的一些缺点而发明的。
1. Otsu阈值分割的基本原理Otsu阈值分割的目标是寻找一个使两个灰度级的像素混合最小的阈值。
因此,它的基本原理如下:(1)假定图像只有两个灰度级,即前景和背景;(2)计算图像的灰度直方图,分别计算前景和背景像素的期望;(3)遍历每一个阈值,计算前景和背景两个灰度级的标准差;(4)计算前景和背景两个灰度级的混合,并取最小值;(5)得到的最小值就是最优阈值。
2. Otsu阈值分割的优势与Kittler阈值分割算法相比,Otsu阈值分割算法有以下优势:减少噪声:Otsu阈值分割算法可以有效地抑制不同灰度级的像素混合,从而更好地抑制噪声;提高分割准确度:Otsu阈值分割算法可以根据图像的灰度直方图,自动选择一个最佳的阈值,从而提高分割准确度;支持多种分割方式:Otsu阈值分割算法不仅可以支持二值分割,还可以支持多值分割,甚至可以使用多个阈值进行多次分割。
四、总结Otsu阈值分割是一种自动阈值选择算法,它可以根据图像的灰度直方图和其他信息,自动选择一个最佳的阈值进行分割。
c++ opencv阈值的方法
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文章标题:探寻C++ OpenCV图像处理中的阈值方法在C++ OpenCV中,图像处理的阈值方法是一个十分重要的技术,它可以对图像进行二值化处理,将图像中的目标对象和背景进行有效分割,为后续的图像识别和分析提供了基础。
本文将深入探讨C++ OpenCV中常用的阈值方法,以帮助读者更好地理解和运用这一技术。
1. 了解阈值的概念阈值处理是一种图像分割方法,通过对图像灰度值进行处理,将像素分为目标和背景两部分。
在C++ OpenCV中,常用的阈值方法包括全局阈值、自适应阈值和Otsu阈值等。
通过对比不同的阈值方法,我们可以更好地选择适合特定场景的阈值处理方案。
2. 全局阈值的应用全局阈值是最简单直观的阈值处理方法,在C++ OpenCV中可以使用cv::threshold函数进行实现。
通过设定一个全局固定的阈值,对整个图像进行二值化处理,将灰度值大于阈值的像素设为白色,小于阈值的像素设为黑色。
然而,在实际应用中,全局阈值可能对光照不均匀或者对比度较低的图像效果不佳,因此需要寻求更加灵活的阈值方法。
3. 自适应阈值的优势C++ OpenCV提供了自适应阈值方法,通过计算局部区域的灰度均值或加权平均值来确定阈值,有效应对了图像光照不均匀的情况。
自适应阈值方法使得图像的二值化处理更加灵活,可以适应不同光照条件下的图像处理需求。
4. Otsu阈值的特殊性Otsu阈值是一种自动确定阈值的方法,它能够根据图像的灰度分布特点,自动计算最佳阈值,进而实现图像的自适应二值化处理。
在C++ OpenCV中,Otsu阈值的应用需要结合cv::threshold函数进行实现,通过该方法,图像处理的效果更加准确和稳定。
总结与展望通过本文的探讨,我们对C++ OpenCV中阈值处理的方法有了更深入的了解。
在实际应用中,我们可以根据图像的特点和处理需求,选择合适的阈值处理方法,以实现图像的有效分割和处理。
未来,随着图像处理技术的不断发展,我们可以进一步探索更加高效和智能的阈值方法,为图像处理领域注入新的活力和可能性。
opencv函数threshold、adaptiveThreshold、Otsu二值化的实现
![opencv函数threshold、adaptiveThreshold、Otsu二值化的实现](https://img.taocdn.com/s3/m/f7f919fcf9c75fbfc77da26925c52cc58bd690a9.png)
opencv函数threshold、adaptiveThreshold、Otsu⼆值化的实现threshold:固定阈值⼆值化,ret, dst = cv2.threshold(src, thresh, maxval, type)src:输⼊图,只能输⼊单通道图像,通常来说为灰度图dst:输出图thresh:阈值maxval:当像素值超过了阈值(或者⼩于阈值,根据type来决定),所赋予的值type:⼆值化操作的类型,包含以下5种类型: cv2.THRESH_BINARY; cv2.THRESH_BINARY_INV;cv2.THRESH_TRUNC; cv2.THRESH_TOZERO;cv2.THRESH_TOZERO_INV官⽅⽂档的⽰例代码:import cv2import numpy as npfrom matplotlib import pyplot as pltimg = cv2.imread('gradient.png',0)ret,thresh1 = cv2.threshold(img,127,255,cv2.THRESH_BINARY)ret,thresh2 = cv2.threshold(img,127,255,cv2.THRESH_BINARY_INV)ret,thresh3 = cv2.threshold(img,127,255,cv2.THRESH_TRUNC)ret,thresh4 = cv2.threshold(img,127,255,cv2.THRESH_TOZERO)ret,thresh5 = cv2.threshold(img,127,255,cv2.THRESH_TOZERO_INV)titles = ['Original Image','BINARY','BINARY_INV','TRUNC','TOZERO','TOZERO_INV']images = [img, thresh1, thresh2, thresh3, thresh4, thresh5]for i in xrange(6):plt.subplot(2,3,i+1),plt.imshow(images[i],'gray')plt.title(titles[i])plt.xticks([]),plt.yticks([])plt.show()结果为:adaptiveThreshold:⾃适应阈值⼆值化⾃适应阈值⼆值化函数根据图⽚⼀⼩块区域的值来计算对应区域的阈值,从⽽得到也许更为合适的图⽚。
阈值分割-最大类间方差法(OTSU)
![阈值分割-最大类间方差法(OTSU)](https://img.taocdn.com/s3/m/0c12c424aaea998fcc220ed1.png)
最大类间方差法是由日本学者大津于1979年提出的,是一种自适应的阈值确定的方法,又叫大津法,简称OTSU。
它是按图像的灰度特性,将图像分成背景和目标两部分。
背景和目标之间的类间方差越大,说明构成图像的两部分的差别越大, 当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标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。
function ostu,filequeryStatus = QUERY_IMAGE(file, fileInfo)if queryStatus eq 0 then beginResult = DIALOG_MESSAGE('图像格式不可识别!',/error,title='警告') return,0endifif (fileInfo.CHANNELS ne 1) then beginResult = DIALOG_MESSAGE('图像格式必须为8bit',/error,title='警告') return,0endifimgSize = fileInfo.dimensionsimg=READ_IMAGE(file)p=HISTOGRAM(img)p=p/(imgSize[0]*imgSize[1]*1.0)D=0.0T0=0 ;阈值for T=0,255 do beginp0=0.0 & m0=0for i=0,T do beginp0=p0+p[i]m0=m0+i*p[i]endform0=m0/p0p1=0.0 & m1=0for i=T+1,255 do beginp1=p1+p[i]m1=m1+i*p[i]endform1=m1/p1m=p0*m0+p1*m1D01=p0*(m0-m)^2+p1*(m1-m)^2if (D lt D01) then beginD=D01T0=Tendifendforprint,'ostu法阈值:'+strtrim(T0,2)img [WHERE (img le T0)] = 0img [WHERE (img gt T0)] = 255return, imgend;--------------------pro ostu_test,imagefileDEVICE, DECOMPOSED=1; 获取本程序所在文件路径RootDir = Sourceroot()if n_elements(imagefile) eq 0 then imagefile='man' file=RootDir+imagefile+'.bmp'imgSize = fileInfo.dimensionsimg=READ_IMAGE(file)ostuimg=ostu(file)WINDOW, /free, XSIZE = imgSize[0], YSIZE = imgSize[1] TV, imgend。
opencv阈值实现原理
![opencv阈值实现原理](https://img.taocdn.com/s3/m/6788d65f6ad97f192279168884868762caaebb97.png)
opencv阈值实现原理
OpenCV中的阈值实现原理是通过对图像像素值进行比较,并将像素分为两类:小于阈值的像素和大于等于阈值的像素。
根据阈值类型的不同,阈值可以是固定的、自适应的或者是根据图像的直方图进行选择的。
具体的实现原理如下:
1. 固定阈值:固定阈值是事先设定好的一个值,通过将图像像素值与该值进行比较,将小于阈值的像素设为0,大于等于阈值的像素设为最大值(通常为255)。
这样就将图像分为了黑白两个部分。
2. 自适应阈值:自适应阈值是根据图像局部区域的像素值进行动态调整的阈值。
通常情况下,图像的不同区域可能具有不同的光照条件,因此单一的固定阈值可能无法适应所有的区域。
自适应阈值方法通常将图像分割成多个局部区域,并对每个区域分别计算阈值。
这样可以根据每个区域的光照条件进行自适应阈值的选择,从而提高图像的分割效果。
3. 直方图阈值:直方图是图像像素值的分布情况的统计图。
直方图阈值方法首先计算图像的直方图,然后根据直方图的形状选择一个适合的阈值。
例如,可以选择直方图的峰值作为阈值,这样可以将图像分为两个峰值之间的部分。
总的来说,OpenCV的阈值实现原理是通过对图像像素值进行比较并
分割图像,以便进行后续的图像处理操作。
不同的阈值方法可以适应不同的光照条件和图像特点,从而提高图像处理的效果。
二维Otsu算法实现-C+Opencv语言版
![二维Otsu算法实现-C+Opencv语言版](https://img.taocdn.com/s3/m/1f2900da80eb6294dd886c41.png)
int width = pGrayMat->cols;
int N = height*width; //总像素数
int i, j;
for(i = 0; i < 256; i++)
{
for(j = 0; j < 256; j++)
}
}
for(i = 0; i < 256; i++)
{
for(j = 0; j < 256; j++)
{
W0 += dHistogram[i][j];
dData1 += i*dHistogram[i][j];
* 函数说明:实现灰度图的二值化分割——最大类间方差法(二维Otsu算法)
* 备注:在构建二维直方图的时候,采用灰度点的3*3邻域均值
******************************************************************************/
for(int m = i-1; m <= i+1; m++)
{
for(int n = j-1; n <= j+1; n++)
{
if((m >= 0) && (m < height) && (n >= 0) && (n < width))
【转】七种常见阈值分割代码(Otsu、最大熵、迭代法、自适应阀值、手动、迭代法、基本全局阈值法)
![【转】七种常见阈值分割代码(Otsu、最大熵、迭代法、自适应阀值、手动、迭代法、基本全局阈值法)](https://img.taocdn.com/s3/m/5329483cec630b1c59eef8c75fbfc77da2699785.png)
【转】七种常见阈值分割代码(Otsu、最⼤熵、迭代法、⾃适应阀值、⼿动、迭代法、基本全局阈值法)⼀、⼯具:VC+OpenCV⼆、语⾔:C++三、原理otsu法(最⼤类间⽅差法,有时也称之为⼤津算法)使⽤的是聚类的思想,把图像的灰度数按灰度级分成2个部分,使得两个部分之间的灰度值差异最⼤,每个部分之间的灰度差异最⼩,通过⽅差的计算来寻找⼀个合适的灰度级别来划分。
所以可以在⼆值化的时候采⽤otsu 算法来⾃动选取阈值进⾏⼆值化。
otsu算法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,使类间⽅差最⼤的分割意味着错分概率最⼩。
设t为设定的阈值。
wo:分开后前景像素点数占图像的⽐例uo:分开后前景像素点的平均灰度w1:分开后被景像素点数占图像的⽐例u1:分开后被景像素点的平均灰度u=w0*u0 + w1*u1 :图像总平均灰度从L个灰度级遍历t,使得t为某个值的时候,前景和背景的⽅差最⼤,则这个 t 值便是我们要求得的阈值。
其中,⽅差的计算公式如下:g=wo * (uo - u) * (uo - u) + w1 * (u1 - u) * (u1 - u)[ 此公式计算量较⼤,可以采⽤: g = wo * w1 * (uo - u1) * (uo - u1) ]由于otsu算法是对图像的灰度级进⾏聚类,so 在执⾏otsu算法之前,需要计算该图像的灰度直⽅图。
迭代法原理:迭代选择法是⾸先猜测⼀个初始阈值,然后再通过对图像的多趟计算对阈值进⾏改进的过程。
重复地对图像进⾏阈值操作,将图像分割为对象类和背景类,然后来利⽤每⼀个类中的灰阶级别对阈值进⾏改进。
图像阈值分割---迭代算法1 .处理流程:1.为全局阈值选择⼀个初始估计值T(图像的平均灰度)。
2.⽤T分割图像。
产⽣两组像素:G1有灰度值⼤于T的像素组成,G2有⼩于等于T像素组成。
3.计算G1和G2像素的平均灰度值m1和m2;4.计算⼀个新的阈值:T = (m1 + m2) / 2;5.重复步骤2和4,直到连续迭代中的T值间的差⼩于⼀个预定义参数为⽌。
opencv实现c++的otsu自适应阈值分割的算法描述
![opencv实现c++的otsu自适应阈值分割的算法描述](https://img.taocdn.com/s3/m/e8d32824aaea998fcc220e10.png)
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histogram2、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(@)// reference: Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing Using MATLAB void cvThresholdOtsu(IplImage* src, IplImage* dst){int height=src->height;int width=src->width;//histogramfloat histogram[256]= {0};for(int i=0; i<height; i++){unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i;for(int j=0; j<width; j++){histogram[*p++]++;}}//normalize histogramint size=height*width;for(int i=0; i<256; i++){histogram[i]=histogram[i]/size;}//average pixel valuefloat 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。
opencv阈值处理--threshold函数、自适应阈值处理、Otsu处理(大津法)
![opencv阈值处理--threshold函数、自适应阈值处理、Otsu处理(大津法)](https://img.taocdn.com/s3/m/1de43978001ca300a6c30c22590102020740f2b7.png)
opencv阈值处理--threshold函数、⾃适应阈值处理、Otsu处理(⼤津法)threshold函数retval, dst = cv2.threshold(src, thresh, maxval, type)'''retval:返回的阈值;dst:阈值分割结果图像src:输⼊图像thresh:阈值;maxval:需设定的最⼤值type:阈值分割类型'''简单的阈值分割类型有:cv.THRESH_BINARYcv.THRESH_BINARY_INVcv.THRESH_TRUNCcv.THRESH_TOZEROcv.THRESH_TOZERO_INV1import matplotlib.pyplot as plt2import numpy as np3import cv2 as cv45 img = cv.imread(r'Lena.png')6 imgray = cv.cvtColor(img, cv.COLOR_BGR2GRAY)7 t1, rst1 = cv.threshold(imgray,127,255,cv.THRESH_BINARY) # ⼆值化阈值处理。
⼤于127的像素点会被处理为255,其余处理为08 t2, rst2 = cv.threshold(imgray,127,255,cv.THRESH_BINARY_INV) # 反⼆值化阈值处理。
灰度值⼤于127的像素点处理为0,其余为2559 t3, rst3 = cv.threshold(imgray,127,255,cv.THRESH_TRUNC) # 截断阈值化处理。
⼤于127的像素点处理为127,其余保持不变10 t4, rst4 = cv.threshold(imgray,127,255,cv.THRESH_TOZERO_INV) # 超阈值零处理。
⼤于127的像素点处理为0,其余保持不变11 t5, rst5 = cv.threshold(imgray,127,255,cv.THRESH_TOZERO) # 低阈值零处理。
otsu阈值分割
![otsu阈值分割](https://img.taocdn.com/s3/m/2aaae1114a35eefdc8d376eeaeaad1f3469311fe.png)
otsu阈值分割阈值分割是一种基于灰度模型的图像分割方法,它可以将图像分割为两个部分,一般情况下,背景被认为是一个灰度值低的区域,而目标则是一个灰度值高的区域。
此外,阈值分割也可以用于有多个对象的图像,这时,我们可以对每个对象定义一个灰度值的阈值,以根据灰度值将图像分割为不同的区域,而Otsu阈值分割则是一种比较经典的阈值分割方法,它有以下几个特点:(1)Otsu的阈值分割是自适应的。
它可以自动根据图像的直方图进行阈值分割,无需手动设置阈值;(2)Otsu的阈值分割是最优的。
它可以使图像分割出的二值图有最小的类间方差,这是一个很好的度量指标;(3)Otsu的阈值分割是实时可用的,可以非常快速地将图像分割为二值图;(4)Otsu的阈值分割方法简单易行,经过简单的统计分析,就可以找到最佳的阈值。
2、Otsu阈值分割Otsu阈值分割旨在自动检测最佳二值化阈值,其基本思想是:用信息变差法寻找最佳阈值,将灰度值划分为两类,使类间方差的和最大。
类间方差的和即类间变差熵,用下式表示其中,P(ω)表示灰度级ω的像素的概率,μ0和μ1表示分别在灰度级ω0和ω1后的类均值,而μ表示整幅图像的均值。
由于我们的目标是找到最大信息熵,那么我们只需要将阈值等于使类间变差熵最大的灰度级ω即可,可以将灰度级ω0~ω1这个范围划分为N个灰度级,然后计算每一个灰度级的类间变差熵,并找到使类间变差熵最大的灰度级,就是最佳阈值。
3、实验结果实验采用MATLAB来实现,实验的图像来自于标准的Lena 图像(512*512),使用Otsu阈值分割方法将其分割为黑白两部分,实验结果如下图所示:实验结果:经过Otsu阈值分割,我们得出的最佳阈值为114,可以将图像分割为黑白两部分,分割效果良好。
总结Otsu阈值分割是一种比较经典的阈值分割方法,有很多优秀的特点,在实际应用中有着非常重要的地位,它可以自动找到最佳的阈值,将图像分割为黑白两部分,有效提取图像中的信息。
自适应阈值分割算法
![自适应阈值分割算法](https://img.taocdn.com/s3/m/1f2b664f773231126edb6f1aff00bed5b8f3737d.png)
自适应阈值分割算法自适应阈值分割算法是一种用于图像处理的重要方法,常被应用于图像的分割与边缘检测等领域。
其原理是根据图像中像素的灰度级特性来自动确定一个适应于图像的阈值,从而将图像分割成具有不同灰度级的区域。
一般来说,自适应阈值分割算法主要包括以下步骤:1. 确定分割窗口的大小:分割窗口是指在图像中进行阈值计算的区域。
合适的窗口大小可以根据图像的尺寸来确定,一般情况下,窗口大小越大,阈值计算的准确性越高,但同时计算的时间也会增加。
2. 计算每个像素的局部阈值:对于图像中的每个像素,利用其周围窗口内的像素灰度级信息来计算一个局部阈值。
常见的计算方法有基于平均值、中值、最大最小值等。
3. 对图像进行二值化分割:根据计算得到的局部阈值与图像中像素的灰度级比较,将像素分为两类,一类是高于阈值的像素(亮像素),另一类是低于阈值的像素(暗像素)。
通过这一步骤,图像就被分割成了具有不同亮度的区域。
4. 进行后处理:分割后的图像可能存在噪声或连接问题,需要进行后处理来进行调整。
常见的后处理方法包括形态学操作、连通区域分析等。
自适应阈值分割算法的优点在于它能够自动选择合适的阈值,适用于复杂的图像场景,能够提高分割的准确性。
但同时也存在一些缺点,如计算时间较长、对图像中存在的光照变化敏感等。
常见的自适应阈值分割算法有:1. 基于全局阈值的自适应算法(Global Adaptive Thresholding):该算法将图像分割为两个区域,根据区域内像素的平均灰度值计算一个全局阈值,并根据该阈值将图像二值化。
但这种方法在图像中存在光照不均匀的情况下效果较差。
2. 基于局部阈值的自适应算法(Local Adaptive Thresholding):该算法将图像分割为多个区域,并根据每个区域内像素的局部特性计算一个局部阈值。
这种方法可以克服全局阈值算法对光照变化的敏感性。
3. 基于统计的自适应算法:该算法根据图像中像素的统计特性来确定阈值,常见的方法有OTSU算法、最大类间方差(Maximally Interclass Variance)等。
opencv otsu阈值
![opencv otsu阈值](https://img.taocdn.com/s3/m/11031e3f0640be1e650e52ea551810a6f524c86e.png)
opencv otsu 阈值介绍在图像处理中,阈值处理是一种常见而重要的操作。
通过阈值处理,我们可以将图像分割成不同的区域,便于后续的图像分析和处理。
而Otsu 阈值法是一种自动确定二值图像阈值的方法,它可以根据图像的直方图自适应地选择最佳的阈值,从而使得前景区域和背景区域的差异最大化。
Otsu 阈值法原理Otsu 阈值法是由日本学者大津展之于1979年提出的,它的原理基于图像的灰度直方图。
假设图像的灰度级别为L ,每个灰度级别对应的像素数为Ni ,总像素数为N 。
Otsu 阈值法的目标是找到一个阈值T ,通过将灰度级别小于等于T 的像素归为一类,灰度级别大于T 的像素归为另一类,从而使得两个类之间的类内方差最小,类间方差最大。
具体来说,Otsu 阈值法将图像分为前景和背景两个类别,通过计算类别内像素的方差和类别间像素的方差,并选择使得类别间方差最大的阈值作为最终的阈值。
在Otsu 阈值法中,我们需要计算两个方差:类别内方差和类别间方差。
类别内方差用来评估单个类别内像素的分布情况,它可以通过以下公式计算:σintra 2(T )=∑N i N Ti=0⋅(μ0−μT )2 其中,T 为阈值,Ni 为灰度级别i 对应的像素数,N 为总像素数,μ0和μT 分别为类别0(灰度级别小于等于T )和类别T (灰度级别大于T )的平均灰度。
类别间方差用来评估两个类别之间的差异,它可以通过以下公式计算:σinter 2(T )=∑N i N L−1i=T+1⋅(μT −μi )2 其中,L 为总的灰度级别数。
通过计算不同阈值下的类别内方差和类别间方差,我们可以选择使得类别间方差最大化的阈值作为最终的阈值。
Otsu阈值法的实现在使用Otsu阈值法时,我们常使用OpenCV库中的cv2.threshold函数。
这个函数接收一个输入图像和一个初始阈值,然后返回最终的阈值和二值化后的图像。
以下是使用Otsu阈值法的代码示例:import cv2# 读取图像img = cv2.imread('image.jpg', 0)# 进行Otsu阈值处理ret, thresh = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)# 显示结果cv2.imshow("Original Image", img)cv2.imshow("Otsu Threshold", thresh)cv2.waitKey(0)cv2.destroyAllWindows()在这个示例中,我们首先读取一张灰度图像,并将其传递给cv2.threshold函数,同时指定阈值为0。
opencv计算otsu阈值
![opencv计算otsu阈值](https://img.taocdn.com/s3/m/68215622a88271fe910ef12d2af90242a895ab27.png)
opencv计算otsu阈值Otsu's method, also known as the maximum variance thresholding, is a popular technique used in image processing for automatic image thresholding. It is used to separate the foreground and background of an image by finding the optimal threshold value. OpenCV, a powerful computer vision library, provides a simple and efficient way to calculate the Otsu threshold value.To calculate the Otsu threshold value using OpenCV, you can use the `cv2.threshold` function with the`cv2.THRESH_OTSU` flag. Here's a simple example of how to do this in Python:python.import cv2。
import numpy as np.# Read the input image.image = cv2.imread('input_image.jpg', 0) # Read the image in grayscale.# Calculate Otsu's threshold value.otsu_threshold, otsu_image = cv2.threshold(image, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)。
opencv getthreshval_otsu函数
![opencv getthreshval_otsu函数](https://img.taocdn.com/s3/m/528b8d1c814d2b160b4e767f5acfa1c7aa0082b7.png)
opencv getthreshval_otsu函数在OpenCV 中,`cv::threshold` 函数可以用于图像二值化,而`cv::threshold` 函数的`thresholdType` 参数中有一个选项是`cv::THRESH_OTSU`,表示使用Otsu's 二值化方法。
在C++ 中,`cv::threshold` 函数的签名如下:```cppdouble cv::threshold(cv::InputArray src,cv::OutputArray dst,double thresh,double maxval,int thresholdType);```其中,`thresholdType` 参数用于指定二值化的方法,如果将其设置为`cv::THRESH_OTSU`,则会自动计算阈值,无需手动指定。
使用Otsu's 方法时,`thresh` 参数通常可以设置为0。
以下是一个简单的示例,演示如何使用Otsu's 方法进行图像二值化:```cpp#include "opencv2/opencv.hpp"int main() {// 读取图像cv::Mat image = cv::imread("your_image.jpg", cv::IMREAD_GRAYSCALE);if (image.empty()) {std::cerr << "Error: Could not read the image." << std::endl;return -1;}// 初始化输出图像cv::Mat binaryImage;// 使用Otsu's 方法进行二值化cv::threshold(image, binaryImage, 0, 255, cv::THRESH_BINARY | cv::THRESH_OTSU);// 显示原始图像和二值化后的图像cv::imshow("Original Image", image);cv::imshow("Binary Image", binaryImage);// 等待用户按键cv::waitKey(0);return 0;}```在这个示例中,`cv::THRESH_BINARY | cv::THRESH_OTSU` 的组合表示同时使用二进制阈值和Otsu's 方法。
otsu阈值处理
![otsu阈值处理](https://img.taocdn.com/s3/m/f5b75fb250e79b89680203d8ce2f0066f53364bc.png)
otsu阈值处理Otsu阈值处理(又称最大类间方差法、最大类间差法)是一种可以自动计算出最适合于图像分割的阈值的方法,它是根据图像的直方图,在直方图的灰度分布上计算特定的阈值,以进行二值化处理,将其应用于图像分割中,可以自动分割出事先想要的目标物体,可以有效地进行图像处理。
一、Otsu阈值处理的原理Otsu阈值处理是根据图像的直方图,来计算适合进行图像分割的阈值,直方图可以表示出一幅图像中每个灰度值的像素数量,若把图像分成了两个灰度阶段,可以将直方图分成两部分,显然需要寻找一个阈值,使得两个灰度阶段之间的灰度差别最大,从而使分割得到的每个阶段内的灰度变化尽可能小。
Otsu阈值是指所求的最理想阈值,它是根据图像的直方图而计算而出。
二、Otsu阈值处理的算法Otsu阈值处理的核心算法步骤如下:(1)统计灰度分布情况:统计图像中像素点的灰度分布,得到存放像素点的数量信息的一个灰度直方图;(2)计算质量函数:计算灰度直方图中每一灰度的总质量函数,及其最大的类间质量函数;(3)计算最优阈值:根据类间质量函数的曲线,寻找出一个最大的类间质量函数,将图像分割成两部分,找出阈值;(4)图像分割:根据所求出的阈值,将图像分割成背景与目标两部分,就能从图像中提取出想要的目标物体。
三、Otsu阈值处理的应用Otsu阈值处理方法主要用于图像分割,它可以自动提取图像中有用的信息,对于一些不容易判断的图像,或者一些非线性的图像,Otsu阈值处理可以帮助我们有效的分割图像,提取出有用的信息。
另外,Otsu阈值处理还应用在图像的压缩,去噪,边缘检测,二值化等多种图像处理方面都有用武之地。
四、Otsu阈值处理的优缺点Otsu阈值处理的优点在于能有效地进行灰度图像处理,而且只需要给出一个灰度值,即可自动进行图像分割。
缺点在于它只能处理灰度图像,在处理彩色图像时,需要进行额外的颜色变换才能获得分割的效果。
总之,Otsu阈值处理是一种简单易懂的计算机视觉技术,它可以有效的进行图像分割,而且操作会比较简单,节省时间,在图像处理中具有很重要的作用。
otsu
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C Otsu 自动阈值法分类:3S2007.1.14 19:39 作者:東風耐候| 评论:0 | 阅读:207Otsu(大津法)由大津于1979年提出,对图像Image,记t为前景与背景的分割阈值,前景点数占图像比例为w0,平均灰度为u0;背景点数占图像比例为w1,平均灰度为u1。
图像的总平均灰度为:u=w0*u0+w1*u1。
从最小灰度值到最大灰度值遍历t,当t使得值g=w0*(u0-u)^2+w1*(u1-u)^2 最大时t即为分割的最佳阈值。
对大津法可作如下理解:该式实际上就是类间方差值,阈值t分割出的前景和背景两部分构成了整幅图像,而前景取值u0,概率为w0,背景取值u1,概率为w1,总均值为u,根据方差的定义即得该式。
因方差是灰度分布均匀性的一种度量,方差值越大,说明构成图像的两部分差别越大, 当部分目标错分为背景或部分背景错分为目标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。
直接应用大津法计算量较大,因此我们在实现时采用了等价的公式g=w0*w1*(u0-u1)^2。
C++程序设计如下://Otsu求阈值//输入为图像数据,有可能是数组,也有可能直接就是图像文件里出来的数据,考虑到每行的字节数,和行顺序不一致,所以特意加了一个参数Pitch,用来表示每行数据的字节数int Otsu(BYTE *Data,int Width,int Height,int Pitch){long His[256];double dHis[256];double Fangcha[256];int PXD=0;double Total=Width*Height;int i,j;//循环变量//获取直方图memset(Fangcha,0,256*sizeof(double));memset(His,0,256*sizeof(long) );for(i=0;i<Height;i++)for(j=0;j<Width;j++){His[ *(Data+i*Pitch+j) ] ++;}for(i=0;i<256;i++){dHis[i]=His[i]/Total;}//循环取阈值double w0,w1;//小于阈值的像素在图像中所占的百分比,和大于阈值的像素在图像中所占的百分比double g0,g1;//小于阈值像素的平均值,和大于阈值像素的平均值for(PXD=0;PXD<255;PXD++){g0=0;g1=0;w0=0;w1=0;for(i=0;i<=PXD;i++){g0 +=i*dHis[i];w0 +=dHis[i];}for(i=PXD+1;i<256;i++){g1 +=i*dHis[i];w1 +=dHis[i];}// double u=w0*g0 + w1*g1;//Fangcha[PXD]=w0*(g0-u)*(g0-u) + w1*(g1-u)*(g1-u); //使用等价公式Fangcha[PXD]=w0*w1*(g0-g1)*(g0-g1);}//for(PXD)//寻找最大方差值PXD=0;for(i=0;i<256;i++){if(Fangcha[PXD]<Fangcha[i]){PXD=i;}}return PXD;//返回Otsu阈值}2.另一种二值化ucMaxGrayValue = 0;ucMinGrayValue = 255;for (j = 0; j < pCurPage->pSrcImage->usHeight; j++){jOffset = j * pCurPage->pSrcImage->usRowBytes;for(i = 0; i < pCurPage->pSrcImage->usWidth; i++){bPixel = pCurPage->pSrcImage->lpImage[i+jOffset];plHistogram[bPixel]++;if (ucMinGrayValue > bPixel){ucMinGrayValue = bPixel;}if (ucMaxGrayValue < bPixel){ucMaxGrayValue = bPixel;}}}ucNewThreshold = (ucMinGrayValue + ucMaxGrayValue)/2;ucThreshold = 0;for(usIterationTimes = 0; (ucNewThreshold != ucThreshold) && (usIterationTimes < 100); usIterationTimes++){ucThreshold = ucNewThreshold;lP1 =0;lP2 =0;lS1 = 0;lS2 = 0;for (i = ucMinGrayValue; i < ucThreshold; i++){lP1 += plHistogram[i] * i;lS1 += plHistogram[i];}ucMean1GrayValue = (UCHAR)(lP1 / lS1);for (i = ucThreshold+1; i < ucMaxGrayValue; i++){lP2 += plHistogram[i] * i;lS2 += plHistogram[i];}ucMean2GrayValue = (UCHAR)(lP2 / lS2);ucNewThreshold = (ucMean1GrayValue + ucMean2GrayValue)/2;}2.otsuUCHAR ImageThresholdBlockOtsu(P_PALM_IMAGE pCurrentImage, int beginX, int beginY, int step){for (li = beginX; li < beginX + step && li < pCurrentImage->usWidth ; li++) {//for(lj = beginY;lj < beginY+step&&lj<2400;lj++)for(lj = beginY; lj < beginY + step && lj < pCurrentImage->usHeight; lj++){pucOnePoint = (PUCHAR)pCurrentImage->lpImage + lLineBytes * lj + li;ucpixel = (UCHAR)*pucOnePoint;ihist[ucpixel]++;}}// set up everythingsum = csum = 0.0;n = 0;for (k = 0; k <= 255; k++){sum += (DOUBLE) k * (DOUBLE) ihist[k]; /* x*f(x) 质量矩*/ n += ihist[k]; /* f(x) 质量*/}if (!n){// if n has no value, there is problems...return 0;}// do the otsu global thresholding methodfmax = -1.0;n1 = 0;for (k = 0; k < 255; k++){n1 += ihist[k];if (!n1){continue;}n2 = n - n1;if (n2 == 0){break;}csum += (double) k *ihist[k];m1 = csum / n1;m2 = (sum - csum) / n2;sb = (double) n1 *(double) n2 *(m1 - m2) * (m1 - m2);/* bbg: note: can be optimized. */if (sb > fmax){fmax = sb;thresholdValue = k;}}return thresholdValue;}OTSU 算法可以说是自适应计算单阈值(用来转换灰度图像为二值图像)的简单高效方法。
自适应阈值分割—大津法(OTSU算法)C++实现
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⾃适应阈值分割—⼤津法(OTSU算法)C++实现⼤津法是⼀种图像灰度⾃适应的阈值分割算法,是1979年由⽇本学者⼤津提出,并由他的名字命名的。
⼤津法按照图像上灰度值的分布,将图像分成背景和前景两部分看待,前景就是我们要按照阈值分割出来的部分。
背景和前景的分界值就是我们要求出的阈值。
遍历不同的阈值,计算不同阈值下对应的背景和前景之间的类内⽅差,当类内⽅差取得极⼤值时,此时对应的阈值就是⼤津法(OTSU算法)所求的阈值。
何为类间⽅差?对于图像I(x,y),前景(即⽬标)和背景的分割阈值记作T,属于前景的像素点数占整幅图像的⽐例记为ω0,其平均灰度µ0;背景像素点数占整幅图像的⽐例为ω1,其平均灰度为µ1。
图像的总平均灰度记为µ,类间⽅差记为g。
假设图像的背景较暗,并且图像的⼤⼩为M×N,图像中像素的灰度值⼩于阈值T的像素个数记作N0,像素灰度⼤于阈值T的像素个数记作N1,则有: ω0=N0/ M×N (1) ω1=N1/ M×N (2) N0+N1=M×N (3) ω0+ω1=1 (4) µ=ω0*µ0+ω1*µ1 (5) g=ω0(µ0-µ)^2+ω1(µ1-µ)^2 (6)将式(5)代⼊式(6),得到等价公式: g=ω0ω1(µ0-µ1)^2 (7) 这个就是类间⽅差的公式表述采⽤遍历的⽅法得到使类间⽅差g最⼤的阈值T,即为所求。
Otsu实现思路1. 计算0~255各灰阶对应的像素个数,保存⾄⼀个数组中,该数组下标是灰度值,保存内容是当前灰度值对应像素数2. 计算背景图像的平均灰度、背景图像像素数所占⽐例3. 计算前景图像的平均灰度、前景图像像素数所占⽐例4. 遍历0~255各灰阶,计算并寻找类间⽅差极⼤值C++代码实现:#include <opencv2/highgui/highgui.hpp>#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp>#include <opencv2/core/core.hpp>#include <iostream>using namespace cv;using namespace std;//***************Otsu算法通过求类间⽅差极⼤值求⾃适应阈值******************int OtsuAlgThreshold(const Mat image);int main(int argc,char *argv[]){Mat image=imread(argv[1]);imshow("SoureImage",image);cvtColor(image,image,CV_RGB2GRAY);Mat imageOutput;Mat imageOtsu;int thresholdValue=OtsuAlgThreshold(image);cout<<"类间⽅差为: "<<thresholdValue<<endl;threshold(image,imageOutput,thresholdValue,255,CV_THRESH_BINARY);threshold(image,imageOtsu,0,255,CV_THRESH_OTSU); //Opencv Otsu算法//imshow("SoureImage",image);imshow("Output Image",imageOutput);imshow("Opencv Otsu",imageOtsu);waitKey();return 0;}int OtsuAlgThreshold(const Mat image){if(image.channels()!=1){cout<<"Please input Gray-image!"<<endl;return 0;}int T=0; //Otsu算法阈值double varValue=0; //类间⽅差中间值保存double w0=0; //前景像素点数所占⽐例double w1=0; //背景像素点数所占⽐例double u0=0; //前景平均灰度double u1=0; //背景平均灰度double Histogram[256]={0}; //灰度直⽅图,下标是灰度值,保存内容是灰度值对应的像素点总数 uchar *data=image.data;double totalNum=image.rows*image.cols; //像素总数//计算灰度直⽅图分布,Histogram数组下标是灰度值,保存内容是灰度值对应像素点数for(int i=0;i<image.rows;i++) //为表述清晰,并没有把rows和cols单独提出来{for(int j=0;j<image.cols;j++){Histogram[data[i*image.step+j]]++;}}for(int i=0;i<255;i++){//每次遍历之前初始化各变量w1=0; u1=0; w0=0; u0=0;//***********背景各分量值计算**************************for(int j=0;j<=i;j++) //背景部分各值计算{w1+=Histogram[j]; //背景部分像素点总数u1+=j*Histogram[j]; //背景部分像素总灰度和}if(w1==0) //背景部分像素点数为0时退出{break;}u1=u1/w1; //背景像素平均灰度w1=w1/totalNum; // 背景部分像素点数所占⽐例//***********背景各分量值计算**************************//***********前景各分量值计算**************************for(int k=i+1;k<255;k++){w0+=Histogram[k]; //前景部分像素点总数u0+=k*Histogram[k]; //前景部分像素总灰度和}if(w0==0) //前景部分像素点数为0时退出{break;}u0=u0/w0; //前景像素平均灰度w0=w0/totalNum; // 前景部分像素点数所占⽐例//***********前景各分量值计算**************************//***********类间⽅差计算******************************double varValueI=w0*w1*(u1-u0)*(u1-u0); //当前类间⽅差计算if(varValue<varValueI){varValue=varValueI;T=i;}}return T;}原图像:该幅图像计算出来的⼤津阈值是104;⽤这个阈值分割的图像:跟Opencv threshold⽅法中使⽤CV_THRESH_OTSU参数计算出来的分割图像⼀致:直⽅图直观理解⼤津算法可以从图像直⽅图上有⼀个更为直观的理解:⼤津阈值⼤致上是直⽅图两个峰值之间低⾕的值。
OTSU阈值分割的实现
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目录摘要1原理与实现 (1)1.1图像分割 (1)1.2阈值分割 (1)1.3 OTSU算法 (2)2 设计实现程序 (4)3 程序运行结果与分析 (7)3.1程序运行结果 (7)3.2 结果分析 (9)4 心得体会 (11)参考文献 (12)摘要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。
图像的阈值分割是基于图像的相似性根据事先制定的准则将图像分割为相似的区域。
图像分割的作用是把反映物体真实情况的、占据不同区域的、具有不同特性的目标区分开来,以便计算各个目标的数字特征。
图像分割质量的好坏直接影响后续图像处理的效果,甚至决定其成败,因此,图像分割的作用至关重要。
本设计主要是使用阈值分割法中的最大类间方差法(OTSU)的原理来将图像进行不使用库函数和使用库函数的阈值分割,并将两种方法的阈值显示出来进行比较,同时显示不同阈值情况下的图像结果。
关键词:图像分割阈值分割最大类间方差法1原理与实现1.1图像分割数字图像处理的目的之一是图像识别, 而图像分割是图像识别工作的基础。
图像分割是将一幅图像分解成若干互不交叠的、有意义的、具有相同性质的区域。
这些区域互不交叠, 每一个区域内部的某种特性或特征相同或接近, 而不同区域间的图像特征则有明显差别, 即同一区域内部特性变化平缓, 相对一致, 而区域边界处则特性变化比较剧烈。
区域内是一个所有像素都有相邻或相接触像素的集合, 是像素的连通集。
在一个连通集中任意两个像素之间, 都存在一条完全由这个集合的元素构成的连通路径。
图像分割的基础是像素间的相似性和不连续性。
所谓“相似性”是指在某个区域内像素具有某种相似的特性, 如灰度一样, 纹理相同;所谓“不连续性”是指特性不连续, 如灰度值突变等。
图像分割的方法有多种, 依据工作对象来分, 可分为点相关分割和区域相关分割; 按算法分类, 可分为阈值法、界限检测法、匹配法、跟踪法等。
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return 0; } #include <cv.h> #include <cxcore.h> #include <highgui.h> #pragma comment(lib,"cv210d.lib") #pragma comment(lib,"cxcore210d.lib") #pragma comment(lib,"highgui210d.lib") #include <iostream> using namespace std; int main(int argc, char** argv) { #ifdef VIDEO //video process
for(int j=0; j<width; 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++) {
int height=src->height; int width=src->width;
//histogram float histogram[256]= {0}; for(int i=0; i<height; i++) {
unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*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; } }
//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++) {
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);
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;
} }
#endif
return 0; }
threshold=cvThresholdOtsu(imgCb); } //cvThresholdOtsu(imgCb,imgCb); cvThreshold(imgCb,imgCb,threshold,255,CV_THRESH_BINARY); cvErode(imgCb,imgCb); cvDilate(imgCb,imgCb);
cout<<"failed to open camera"<<endl; exit(0); }
int threshold=-1; IplImage* img; while (img=cvQueryFrame(capture))
{ cvShowImage("video",img); cvCvtColor(img,img,CV_RGB2YCrCb);
int height=src->height; int width=src->width;
//histogram float histogram[256]= {0}; for(int i=0; i<height; i++) {
unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i;
CvCapture* capture=cvCreateCameraCapture(-1); if (!capture) {
cout<<"failed to open camera"<<endl; 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) {
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 <cv.h> #include <cxcore.h> #include <highgui.h> #pragma comment(lib,"cv210d.lib") #pragma comment(lib,"cxcore210d.lib") #pragma comment(lib,"highgui210d.lib")
#include <iostream> using namespace std;
int main(int argc, char** argv) { #ifdef VIDEO //video process
CvCapture* capture=cvCreateCameraCapture(-1); if (!capture) {
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);
for(int j=0; j<width; j++) {
histogram[*p++]++; } } //normalize histogram int size=height*width; for(int i=0; i<256; i++) { histogram[i]=histogram[i]/size; }
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(@) // reference: Rafael C. Gonzalez. Digital Image Processing Using MATLAB int cvThresholdOtsu(IplImage* src) {