图像分割-传统算法-阈值分割原理与实践

固定阈值法------直方图双峰法

手动设定一个全局阈值 T。 简单、速度快。

缺点:对光照不均、对比度变化敏感。

python 复制代码
img_ori = cv2.imread('./test/test_img.jpg', 0)
width, height = img_ori.shape
cv2.imshow('img', img_ori)
''' 直方图双峰法 '''
img = copy.deepcopy(img_ori)
x, img1 = cv2.threshold(img_ori, 150, 255, cv2.THRESH_BINARY)
x, img2 = cv2.threshold(img_ori, 150, 255, cv2.THRESH_TRUNC)
x, img3 = cv2.threshold(img_ori, 150, 255, cv2.THRESH_TOZERO)
cv2.imshow('BINARY', img1)
cv2.imshow('TRUNC', img2)
cv2.imshow('TOZERO', img3)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

迭代阈值图像分割

通过对图像的灰度值进行迭代,不断调整阈值使得分割更加准确。

对于大尺寸图像,迭代阈值图像分割的计算速度可能成为其一个缺点。

python 复制代码
img = copy.deepcopy(img_ori)
threshold = 150
delta = 1
while delta > 0:
    foreground = []
    background = []
    for y in range(height):
        for x in range(width):
            if img[x, y] > threshold:
                background.append(img[x, y])
            else:
                foreground.append(img[x, y])
    avr_foreground = np.mean(foreground)
    avr_background = np.mean(background)
    new_threshold = (avr_foreground + avr_background) // 2
    delta = abs(new_threshold - threshold)
    print('delta', delta)
    threshold = new_threshold
for y in range(height):
    for x in range(width):
        if img[x, y] > threshold:
            img[x, y] = 255
        else:
            img[x, y] = 0

cv2.imshow('iter result', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

自适应阈值图像分割

根据像素邻域的灰度分布(如均值、高斯加权和)动态计算阈值。 能处理光照不均或渐变图像。

缺点:速度较慢,可能有"块效应"。

python 复制代码
img = copy.deepcopy(img_ori)
block_size = 3
img_thresh = cv2.adaptiveThreshold(img, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)
cv2.imshow('adapt result', img_thresh)

大津法(OTSU)

自动寻找使类间方差最大的阈值。 全自动,对双峰直方图效果极佳。

缺点:对非双峰直方图或噪声敏感。

python 复制代码
img = copy.deepcopy(img_ori)
ret, img_thresh = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)
cv2.imshow('OTSU result', img_thresh)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

全部代码

python 复制代码
import cv2
import numpy as np
import copy

img_ori = cv2.imread('./test/test_img.jpg', 0)
width, height = img_ori.shape

''' 直方图双峰法 '''
img = copy.deepcopy(img_ori)
x, img1 = cv2.threshold(img, 150, 255, cv2.THRESH_BINARY)
x, img2 = cv2.threshold(img, 150, 255, cv2.THRESH_TRUNC)
x, img3 = cv2.threshold(img, 150, 255, cv2.THRESH_TOZERO)
cv2.imshow('img', img_ori)
cv2.imshow('BINARY', img1)
cv2.imshow('TRUNC', img2)
cv2.imshow('TOZERO', img3)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

''' 迭代阈值图像分割 '''
img = copy.deepcopy(img_ori)
threshold = 150
delta = 1
while delta > 0:
    foreground = []
    background = []
    for y in range(height):
        for x in range(width):
            if img[x, y] > threshold:
                background.append(img[x, y])
            else:
                foreground.append(img[x, y])
    avr_foreground = np.mean(foreground)
    avr_background = np.mean(background)

    new_threshold = (avr_foreground + avr_background) // 2
    delta = abs(new_threshold - threshold)
    print('delta', delta)
    threshold = new_threshold
for y in range(height):
    for x in range(width):
        if img[x, y] > threshold:
            img[x, y] = 255
        else:
            img[x, y] = 0

cv2.imshow('img', img_ori)
cv2.imshow('iter result', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

''' 自适应阈值图像分割 '''
img = copy.deepcopy(img_ori)
block_size = 3
img_thresh = cv2.adaptiveThreshold(img, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)
cv2.imshow('img', img_ori)
cv2.imshow('adapt result', img_thresh)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

'''  大津法(OTSU) '''
# 大津法阈值分割
img = copy.deepcopy(img_ori)
ret, img_thresh = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY + cv2.THRESH_OTSU)
cv2.imshow('img', img_ori)
cv2.imshow('OTSU result', img_thresh)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()

参考
图像分割参考1
图像分割参考2

相关推荐
Xの哲學7 分钟前
Linux 软中断深度剖析: 从设计思想到实战调试
linux·网络·算法·架构·边缘计算
暴风游侠11 分钟前
如何进行科学的分类
笔记·算法·分类
leaves falling36 分钟前
冒泡排序(基础版+通用版)
数据结构·算法·排序算法
AI即插即用37 分钟前
超分辨率重建(论文精读) | CVPR 2025 LSRNA:利用隐空间超分与噪声对齐,打破扩散模型生成 4K 图像的效率瓶颈
图像处理·人工智能·深度学习·计算机视觉·视觉检测·超分辨率重建
海天一色y1 小时前
基于CNN实现Mnist手写数字识别
人工智能·深度学习·计算机视觉
C雨后彩虹1 小时前
无向图染色
java·数据结构·算法·华为·面试
坚持就完事了1 小时前
扫描线算法
算法
鱼跃鹰飞1 小时前
Leetcode尊享面试100题:252. 会议室
算法·leetcode·面试
程序员-King.1 小时前
二分查找——算法总结与教学指南
数据结构·算法
Zevalin爱灰灰1 小时前
现代控制理论——第三章 线性控制系统的能控性和能观性
线性代数·算法·现代控制