基于matlab的自适应阈值法图像分割

1 原理

自适应阈值法图像分割的原理是基于图像的局部统计信息来确定每个像素的阈值。这种方法通过将图像划分为多个小区域,并根据每个区域的统计结果计算出相应的阈值。这样做的好处是能够在不同的光照条件下自动调整阈值,从而更好地适应不同图像的分割需求。

本文采用的是自适应阈值法的一种常见实现方式:大津阈值法(OTSU方法),也被称为最大类间方差法。以下是该方法的基本原理和公式:

1.1 原理
  1. 图像灰度化:首先,将输入的彩色图像转换为灰度图像。
  2. 计算灰度直方图:统计灰度图像中每个灰度级出现的频率,得到灰度直方图。
  3. 确定最佳阈值:通过遍历所有可能的灰度级,计算前景和背景之间的类间方差。使类间方差最大的灰度级被选作最佳阈值。
  4. 二值化:使用最佳阈值将灰度图像转换为二值图像,即前景(目标)和背景。
1.2 公式

设图像包含(L)个灰度等级,灰度值为(i)的像素点的个数为(N_i),像素点的总个数为:

灰度值为(i)的像素点的概率为:

图像的灰度均值为:

使用阈值(T)将图像分为目标(c_0)和背景(c_1)两类,则(w_0(T))和(w_1(T))分别表示阈值为(T)时,(c_0)和(c_1)发生的概率,即:

(c_0)和(c_1)的均值为:


类间方差(\sigma_B^2(T))表示直方图中阈值为(T)的类间方差,定义为:

通过遍历所有可能的灰度级,找到使最大的T,即为最佳阈值。

1.3 总结

自适应阈值法图像分割通过计算图像的局部统计信息来确定每个像素的阈值,从而能够在不同的光照条件下自动调整阈值,提高图像分割的准确性和鲁棒性。大津阈值法(OTSU方法)是自适应阈值法的一种常见实现方式,它基于最大类间方差原理来确定最佳阈值。

2 代码

Matlab 复制代码
%% 阈值分割法  
% 读取图像    
I = imread('test.jpg');    % 确保图片路径正确  
% 如果图像是彩色的,先转换为灰度图  
if size(I, 3) == 3  
    I = rgb2gray(I);  
end  
  
% 显示原图像    
subplot(1,3,1);imshow(I);    
subplot(1,3,2);imhist(I);     
  
% 使用Otsu's方法计算阈值  
T = graythresh(I);  % 返回的T是一个0到1之间的值,表示归一化阈值  
T_scaled = round(T * 255);  % 将归一化阈值转换为0到255之间的整数阈值  
T_scaled
% 使用阈值进行图像分割  
BW = imbinarize(I, T_scaled / 255);  % 使用imbinarize函数直接进行阈值分割  
% 或者,如果您想手动实现,可以像之前那样使用循环  
% 但通常建议使用imbinarize,因为它更快且更易于阅读  
  
% 显示分割后的图像    
subplot(1,3,3);    
imshow(BW);  

3 运行结果

相关推荐
爱思德学术44 分钟前
中国计算机学会(CCF)推荐学术会议-C(数据库/数据挖掘/内容检索):PAKDD 2026
大数据·机器学习·数据挖掘·知识发现
WHS-_-20223 小时前
Superpixel-Based CFAR Target Detection for High-Resolution SAR Images
机器学习·计算机视觉·目标跟踪
聚客AI4 小时前
系统提示的“消亡”?上下文工程正在重新定义人机交互规则
图像处理·人工智能·pytorch·语言模型·自然语言处理·chatgpt·gpt-3
红纸2814 小时前
Subword算法之WordPiece、Unigram与SentencePiece
人工智能·python·深度学习·神经网络·算法·机器学习·自然语言处理
zy_destiny4 小时前
【工业场景】用YOLOv8实现反光衣识别
人工智能·python·yolo·机器学习·计算机视觉
abcd_zjq6 小时前
【2025最新】【win10】vs2026+qt6.9+opencv(cmake编译opencv_contrib拓展模
人工智能·qt·opencv·计算机视觉·visual studio
Voyager_46 小时前
图像处理踩坑:浮点数误差导致的缩放尺寸异常与解决办法
数据结构·图像处理·人工智能·python·算法
abcd_zjq6 小时前
VS2026+QT6.9+opencv图像增强(多帧平均降噪)(CLAHE对比度增强)(边缘增强)(图像超分辨率)
c++·图像处理·qt·opencv·visual studio
松果财经6 小时前
千亿级赛道,Robobus 赛道中标新加坡自动驾驶巴士项目的“确定性机会”
人工智能·机器学习·自动驾驶
Blossom.1186 小时前
用一颗MCU跑通7B大模型:RISC-V+SRAM极致量化实战
人工智能·python·单片机·嵌入式硬件·opencv·机器学习·risc-v