opencv实现c++的otsu自适应阈值分割的算法描述
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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histogram
2、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;
//histogram
float histogram[256]= {0};
for(int i=0; i { unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i; for(int j=0; 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++) { 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。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) { int height=src->height; int width=src->width; //histogram float histogram[256]= {0}; for(int i=0; i { unsigned char* p=(unsigned char*)src->imageData+src->widthStep*i; for(int j=0; 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++) { w+=histogram[i]; u+=i*histogram[i]; float t=avgValue*w-u; float variance=t*t/(w*(1-w)); if(variance>maxVariance) { maxVariance=variance;