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1、第15卷,第2期中国传媒大学学报自然科学版Vo.l15,No.22008年6月JOURNALOFCOMMUNICATIONUNIVERSITYOFCHINA(SCIENCEANDTECHNOLOGY)June,2008图像阈值分割算法研究郭臻,陈远知(中国传媒大学数字化工程中心,北京100024)摘要:图像阈值分割的方法很多,但目前很难找到适用于各种场合的分割方法。本文针对实际情况对几种分割方法进行了分析比较及实验研究。在此基础上引入了遗传算法,加快了算法的收敛速度。最后将一种改进的遗传算法用于优化图
2、像分割,取得了较好的分割效能。关键词:图像分割;阈值选取;遗传算法;分割评价中图分类号:TN934文献标识码:A文章编号:1673-4793(2008)02-0077-06ResearchofThresholdingMethodsforImageSegmentationGUOZhen,CHENYuan2zhi(CommunicationUniversityofChina,Beijing100024)Abstract:Therearemanythresholdingmethodsforimagesegm
3、entationrecently.Butit.sdifficulttofindagoodmethodwhichisthesamewiththevarioussituations.Inthispaperweanalyzeandcompareafewsegmentationmethodsbyexperimenting1Andreferstogeneticalgorithm(GA)tooptimizeimagesegmen2tationthroughsexpeditingtheconstringencypa
4、ce1Finallyweuseaameliorativealgorithmtooptimizetheimagesegmentationandgetapreferableefficiency1Keywords:imagesegmentation;imagethresholding;geneticalgorithm;segmentationvalue1引言2经典阈值分割方法图像阈值分割是利用图像中要提取的目标与其211基于灰度直方图的阈值方法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
5、和背景)的组合。选取一个图像的灰度直方图是图像像素值的一种统计度合适的阈值,以确定图像中的每一个像素点应该属量。最简单的阈值选取方法就是根据直方图来进行于目标还是背景区域,从而产生相应的二值图像。的。阈值分割的基本流程是先确定阈值,然后将图像中(1)直方图双峰法所有像素值与阈值比较,根据比较结果将像素分成两类)))目标或背景。通常有三步:(1)确定阈值。直方图双峰法是直接从图像的灰度分布直方图(2)将像素值与阈值比较。(3)把像素归类。以上上来确定阈值。一般选取双峰之间的谷底处像素灰三步中,最重要最关
6、键的是第一步,就是如何选取最度值为阈值。该方法不适用于单峰或多峰直方图的合适的阈值。如果能找到合适的阈值,就能对图像情况。在复杂图像情况下,直方图双峰法常常会导进行准确、方便的分割。收稿日期:2007-06-15作者简介:郭臻(1979-),男(汉族),河北邢台人,中国传媒大学硕士研究生.E-mai:lguozhen20008@1261com78中国传媒大学学报自然科学版第15卷8致阈值选取失败。EMax+Mini=1(2)迭代阈值法也可以设定均值为阈值:T=其中Pi是28迭代阈值法先选择一个近似阈值
7、作为估计值的C的8邻域像素。初始值,然后不断改进这一估计值。阈值的改进策略是关键,初始阈值为图像的平均灰度T0,用T0将图像的象素点分作两部分,计算各自平均灰度,小于T0的部分为TA,大于T0的部分为TB。计算T1=TA+TB将T1作为新的全局阈值代替T0,重复以上2过程,如此迭代,直至TK收敛。即TK+1=TK,也就是TA,TB的均值不再变化。(3)最小误差法最小误差法也叫最优阈值法。图像的直方图可看成像素灰度值的概率分布密度函数的一个近似。含有目标的图像中,直方图所代表的像素灰度值概率分布密度实际
8、上是对应目标和背景的两个单峰分图1自适应阈值确定方法布密度之和。若已知密度函数的形式,就有可以计213最大熵阈值分割法算出一个最优阈值,把图像分成两类区域而使误分割率最小。熵是平均信息量的表征,通常利用图像的灰度总之,基于灰度直方图的分割方法,适用于目标分布密度函数定义图像的信息熵。图像中目标与背与背景的灰度级有明显差别的图像,灰度图两波峰景可分割的交界处信息量(即熵)最大。最大熵法分别与图像中目标和背景相对应,波谷与图像边缘利用使图像取得最大熵的灰度值
