标定板图像二值化中阈值自动选取的一种方法.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程(ModernManufacturingEngineering)2011年第4期标定板图像二值化中阈值自动选取的一种方法赵永强，于德敏，许增朴，王永强(天津科技大学机械工程学院，天津300222)摘要：在机器视觉测量系统中，采集到的标定板图像往往存在光强不均的情况，只用一个阈值对整幅图像进行二值化往往达不到预处理要求。将图像分为几个区域，对每个区域结合Otsu方法和统计学理论，利用均值和方差自动选取阈值，进而对此区域进行二值化。与传统的方法相比较，该算法计算量小，公式简单，实现容易，提高了处理速度，实验结果达到了预期要求。关键词：标定板；区域；二值；阈值

2、；自动选取中图分类号：THl6文献标志码：A文章编号：1671---3133(2011)04—0099---04AmethodofautomaticthresholdselectionincalibrationplateimagebinarizationZHAOYong—qiang，YUDe·min，XUZeng—pu，WANGYong—qiang(CollegeofMechanicalEngineering，TianjinUniversityofScienceandTechnology，Tianjin300222，China)Abstract：Inthemachinevisionme

3、asurementsystem，thelightintensityisoftendistributedunevenlyinthecollectedcalibrationplateimage．Soonlyselectingonethresholdfortheentireimagebinarizationcarlnotachievethepurpose．Themethoddividestheentireimagetoseveralregions．WiththeOtsumethodandthestatisticstheory，thethresholdineachregionisselecte

4、dbytheav-erageandthevariance．Thentheregionearlmakeimagebinarizationusingoftheselectedthreshold．Comparedtothetraditionalmethod，thisarithmetichassmallamountofcalculation．Theformulaandtherealizationofthearithmeticissimple．Andthepro·cessingspeedisaccelerated．Finally，theresultachievesthepurposewhichi

5、sexpected．Keywords：calibrationplate；region；binarization；threshold；automaticselection0引言机器视觉系统中，对采集到的图像进行分析时，图像预处理是不可或缺的。图像预处理一般包括图像平滑去噪、图像二值化和图像边缘检测等步骤。其中，图像二值化是预处理中十分重要的一个环节，在图像分析和识别中起着重要作用。尤其在机器视觉实际应用中，图像由不同灰度级的两类区域(目标和背景)组成，此时，可以从灰度图像出发，选取一个合适的阈值，以确定每一点的灰度值是处于目标范围还是背景范围，从而产生相应的二值图像。在图像二值化的过程中

6、，阈值的选取是关键。若选取的阈值过高，则过多的目标点将被误认为是背景，反之，则过多的目标点会被认为是目标，直接影响到目标图像的边缘和形状，从而影响之后的视觉分析和测最的准确性。可见，得到一个理想的阈值，不但可以很好地将目标与背景进行正确地分割，而且减少了目标边缘的奇异点，有利于图像的边缘检测。近年来，国内外学者针对阈值选取进行了广泛深入地研究，提出了多种阈值选取的方法。文献[1]与文献[2]依据大量的参考资料，总结了50多种阈值选取的方法，并将这些方法划分成10类：直方图方法与直方图变换法、最大类间方差法(Otsu法)、最小误差法与均匀化误差法、共生矩阵法、矩量保持法、最大熵方法、简单

7、统计法与局部特性法、概率松弛法、模糊集方法以及其他方法。对于包含不同信息的图像，阈值选取所用的方法往往不同，同一幅图像，可能用最大类间方差法选取的阈值好，而用直方图方法选取的阈值却不尽如人意。由于各种阈值选取方法的针对性很强，经分析，本文的阈值选取采用分区自动选取法，该方法便是针对机器视觉应用中的标定板图像提出的，该类图像一般都由黑白相间的格子组成，黑白格常常分布在边框，或是布满整个标定板。MJ。文献[3]提出了两种基于直方图的处理方法，一种是