第29卷第11期计算机工程与设计ComputerEngineeringandDesign2008年6月June2008Vol.29No.11Otsu方法在多阈值图像分割中的应用王磊，段会川(山东师范大学信息科学与工程学院，山东济南250014)摘要：图像分割是数字图像处理中的一个重要问题。该方法改进了传统的最大类间方差法(Otsu法)，使其可以应用于图像的多阈值分割。提出以双峰法引导来提高Otsu法多阈值分割图像的运算速度和稳定性。对样本图像的分割结果显示，此算法在分割速度和效果上都取得了较好的结果。关键词：图像分割;多阈值;Otsu法;双峰法;数字图像处理：1000-7024(2008)11-2844-02中图法分类号：TP391文献标识码：AApplicationofOtsu'methodinmulti-thresholdimagesegmentationWANGLei,(SchoolofInformationScienceandEngineering,DUANHui-chuanShandongNormalUniversity,激nan250014,China)Abstract：Imagesegmentationisacrucialbutdifficultproblemindigitalimageprocessing.ThispapermakesanattempttoapplytheOtsumethodtomulti-thresholdssegmentation.AnOtsu'smulti-thresholdalgorithmguidedbybi-peakmethodissuggestedtoimprovethespeedandstabilityofthealgorithm.Segmentationtestsonasampleimageshowsthatthealgorithmachievesgoodperformanceinbothefficiencyandquality.Keywords：imagesegmentation;multi-threshold;Otsu'smethod;bi-peakmethod;digitalimageprocessing的直方图上进行峰谷检测，可以较好地确定分割阈值。双峰法简单直观、易于推广到多阈值分割场合，但其分割结果缺少客观评价依据，也就是说，分割性能不一定是最优的。本文通过改进Otsu法，在图像的已存在的类中使用局部Otsu方法[5]，将Otsu法原理由单阈值推广到多阈值场合[6-9]，使之能够识别出图像中的不同分割目标。其次，考虑通过基于双峰法原理的多阈值粗分割进行引导和验证，改善算法的运算速度和可靠性。实验表明该算法具有理想的分割效果。0引言图像分割是图像处理和前期视觉中的基本技术，是大多数图像分析和视觉系统的重要组成部分。而阈值的自动选取是图像分割中研究的重点和焦点。已经出现的图像阈值自动选取方法多达十几种，最具代表性的是直方图波谷法、Otsu法、最大熵方法、双峰法和梯度统计法[1]等。这些研究大多关注图像的最佳单阈值的选取及其应用，而对于多阈值如何选取的研究则少有提及。但是在一些图像处理与智能识别领域经常会遇到多目标识别情况，因此，对如何实现多阈值自动选取的研究是有实际意义的。Otsu法[2]又叫大津法或最大类间方差法。它是在灰度直方图的基础上用最小二乘法原理推导出来的，具有统计意义上的最佳分割阈值。它的基本原理为以最佳阈值将图像的灰度直方图分割成两部分，使两部分的方差取最大值，即分离性最大。近年来人们从的不同角度对它进行了改进和推广。文献[3]在Otsu方法的基础上提出了一系列类似的简单实用的阈值选取准则，但是仍然局限在单阈值的分割上，不能对已分割的图像进行进一步的区分。双峰法[4]通过查找双峰直方图的谷点确定分割阈值。对于目标与背景的灰度级有明显差别的图像，图像分割可取得很好的效果。该方法简单易行，使用前先对原始直方图进行平滑处理以消除噪声影响，在磨光后1经典Otsu算法Otsu法适用于图像二值化(用单阈值分割图像)，其基本思路是：选取的最佳阈值应当使得用该阈值分割得到的两类间具有最好的分离性；类间分离性最好的判据是统计意义上的类间特性差最大或类内特性差最小。设X是一幅具有L灰度级的图像，其中第i级像素为Ni1个，图像总的像素点个数为=，第i级像素出现的概率。选定一个阈值k将所有的像素分为C0、C1(目标和为=背景)两类。其中C类的像素灰度级为0~，类C的像素灰度01级为+1~1。图像的总平均灰度级为，C0类的平均灰度级为==1收稿日期：2007-11-01E-mail：wl_qd@126作者简介：王磊(1982－)，男，山东枣庄人，硕士研究生，研究方向为数字图像处理；段会川(1967－)，男，山东日照人，硕士，教授，研究：，，：数就可以自适应的确定出来。=，C1类的平均灰度级为1=。两部分图00SF也是作为图像局部Otsu分割的递归判断条件存在的=01像所占面积的比...