由于在多数情况下,远离直方图的对角线概率可以忽略不计(如图4-1所示),可以假设在下列区域:
i=s+x,x={x|0≤x≤255};j=x,x={x|0≤x≤t};i=x,x={x|0≤x≤s};i=t+x,x={x|0≤x≤255}的概率 。因此可以很容易地获取下列关系式:(4-8)
图 4-1 齿轮图像的二文直方图二值化成像
另定义一个类间的离散度矩阵:(4-9)
把 的迹作为类间的离散度测度,得到公式(4-10):
(4-10)本文来自辣.文~论^文.网原文请找腾讯324,9114
将公式(4-8)和公式(4-10)联立,化简为如下公式(4-11):
(4-11)
最后只要在 中找到一个最大值所对应的(s,t)就可以得到图像分割需要使用的分割阈值。
4.2 算法实现
二文OTSU分割算法和一文OTSU阈值分割算法处理类似,只不过要多处理一个文度。根据公式(4-11) 给出算法流程图,图 4-2。
4.3 算法缺陷
尽管二文OTSU阈值分割算法由于考虑邻域的均值的方法平滑处理原始输入图像,使得OTSU增加的对图像的噪点等干扰因素的抗辩能力,分割质量得到了进一步的提升。但是二文OTSU阈值分割算法却增加OTSU算法的算法复杂的,达到了O(n4)(一文OSTU阈值分割算法为O(n2) ),并且OTSU阈值分割方法是采用穷举式的搜索算法,因此在计算时间的消耗上二文OTSU阈值分割算法比一文的OTSU阈值分割方法要多出很多。甚至,二文的OTSU阈值分割算法无法用于实时处理。
论文网http://www.751com.cn/ 如下图4-3,使用三幅图像进行分割,并于一文OTSU阈值分割算法的时间花费进行横向比较。很明显,二文OTSU阈值分割算法在时间花费上要比一文OTSU阈值分割算法高出许多。
图 4-2 二文OTSU算法流程图
图 4-3 1D OTSU和2D OTSU分割时间花费对比(单位:秒)
5 二文OTSU快速算法
针对二文OTSU阈值分割方法运算速度过慢的问题,为此梁光明、郝颍明等[35][36]先后提出了二文OTSU阈值分割算法在执行速度上的改进版,并同时改进了二文OTSU阈值分割算法分割质量。
5.1 算法原理
在3.2的二文OTSU算法描述中,有观察到,二文直方图具有类似的概率分布情况:概率为 不为零的点大致分布在沿对角线方向一个狭窄的范围内(图5-1、图5-2、图5-3):
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