改进的二维Otsu法阈值分割快速迭代算法

常用的灰度级-平均灰度级二维直方图存在错分,导致二维Otsu法阈值分割结果不够准确;其快速迭代算法搜寻最佳阈值时避免了穷举搜索,但仍需遍历整个解空间。为此,提出了一种改进的二维Otsu法阈值分割快速迭代算法。采用灰度级-梯度直方图及其区域划分方法,导出了基于该直方图区域划分的Otsu法阈值分割快速迭代算法公式;在实验结果和分析中给出了分割结果和运行时间,并与基于灰度级-

第2卷第 3 5期

电子测量与仪器学报 J oURNALoF ELE CTRoNI M E UREM E C AS NT ND Ns RUM ENT I T

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2 1年 3月 01

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改进的二维 Ot s u法阈值分割快速迭代算法术 吴一全樊， 2军吴诗姻2 (.昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，昌 3 0 6; . 1南南 30 3 2南京航空航天大学电子信息工程学院，南京 20 1) 10 6

摘要：常用的灰度级一平均灰度级二维直方图存在错分，导致二维 Os t u法阈值分割结果不够准确；其快速迭代算法搜寻最佳阈值时避免了穷举搜索，但仍需遍历整个解空问。为此，出了一种改进的二维 O s法阈值分割快速迭代算法。采用灰度级.提 t u梯度 直方图及其区域划分方法，导出了基于该直方图区域划分的 Os t u法阈值分割快速迭代算法公式；在实验结果和分析中给出了分割结果和运行时间，并与基于灰度级一平均灰度级二维直方图的 O s法阈值分割的快速迭代算法及其改进算法进行了比较，实验结果 t u表明，所提出的算法使分割后的图像更为准确，且搜寻最佳阈值时无需遍历整个解空间，运行时间减少了 5%左右。 0 关键词：图像分割；阈值；改进的二维直方图；最大类问方差；迭代算法中图分类号： N 1.3 T 91 7文献标识码： A国家标准学科分类代码： 1. 5 5 04 0 0

Fa tie a i ea g rt s t r tv l o ihm o a es g e a i n ba e n a f ri g e m nt to s d o n m i pr v d t - i e so a s hr s o di m o e wo d m n i n lOtu t e h l ng W u Yi u n。 F n J n q a。 a u W u S i u hh a ( . eKe b rtr f n etu t eT s n, iit f u ain Na c a gHa g o gUnv ri, n h n 3 0 3 C ia 1 Th yLa o aoyo d srci et g M n s yo c t, n h n n k n iest Na c a g3 0 6, hn; No v i r Ed o y

2 C l g f l t nc nomain n ier g N nigU iesyo A

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frt eb s r s od a o d e e h u t e s ac,i si e d o rn a k te e t e s lt n s a e Th sa fs trt e o e tt e h l v i st x a si e r h t t ln e st a s c h ni o u o p c . u ati a v h h h v l r i e i l o i m o mp o e t—i n in lOtu tr s o dn t o s r p s d i h s p p r ag rh f te i r v d wod me so a s h eh li g meh d i p o o e n ti a e .By u i g a p o e t h sn n i r v d m t— i e so a itg a a e n g a e e—r de ta d isc re p n ig rg o a i iin me o,te f s trfv wo dm n in lh s rm b sd o r y lv lg a in t o rs o dn e in ldv so t d h ati a e o n h e i l o h f r ls o s h e h li g m t d b s d o h mp o e it gm rgo a iiin e e h ag rtm o mu a f Otu tr s o dn e o a e n te i r v d h so a e in dvso s ae d rv .T e i h r l r i d

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n ig t eaeg v n i ee p rm e tlrs l d a ay i. c m p rs ni a ewi efs e m na o e ut a u n n m r ie nt x e i sn i h i na e ut a lss A o sn n aio sm d t t a t h h i rt e ag rtm s n d t er i r v d o e f t e Otu h e h l n e o a e n ry e e v r g a‘e e t ai lo h e v i a i mp o e n s o s tr s od g m t d b sd o g a lv la ea e g y- v l h h i h - r l w— i n i n l so m Th x e t o dm e so a it g a . ee p rme tl e ut h w a ep o o e l o i m a esg ne a emo ea c r t. h r i na s l s o t t rp s dag rt m d e me tdi g r c uae r s h t h h m

S ac i gteb s rs odn e sn t a s c ee t es l t ns a ea dt er n i gt erd c sa o t 0 . e rh n e th e h l e d o n a kt ni o u o p c nn m e u e b u% h t r h r i n h u i 5 Ke ywo ds ma e s g nai n t r s o d i p o e - h so r m; a i m ewe n cu trv ra c; tr t e r:i g e me tt; h e h l; m r v d 2 D itg a m x mu b t e— l se ai e ieai o n v ag rt m lo i h

1引言 图像分割是大多数图像分析及视觉系统的重要组成部分。在众多的图像分割方法中，阈值分割是普遍使用的最为有效的图像分割方法。针对这一问题国内外学者进行了大量的研究，提出了多种阈值选 取方法 -。在这些方法中，早期由大津展之提出的

O s法 l最受人们关注，它用穷举搜索法选取一个 t u

阈值使得类间方差最大。后来 R di1 Mo i1 ed5[和 r[ i等人 6 不采用原始的穷举搜索法，提出了一种快速搜寻迭 代法，这种算法在速度上有很大提高且性能好。了为

解决一维 Os法在图像信噪比较低时分割效果不太 t u令人满意的

问题，刘健庄r 7 借助 A ua b b te的二维 l 直方图的思想，通过灰度级 .均灰度级二维直方平

本文于 2 1 1 0 0年 2月收到。 基金项目：损检测技术教育部重点实验室(无南昌航空大学)开放基金(编号：Z 2 12 0资助项目；国家自然科学基金( D 0 09 )编号 6 8 2 6) 07 0 5资助项目。