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专利号: 2019112361624
申请人: 西安工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,对输入原图像进行对比度扩展,对比度扩展后的得到灰度范围在[0,255]的灰度图像I;

步骤2,利用改进的最大类间方差法计算灰度图像的全局阈值T2;

步骤3,将所述灰度图像I均等分成N个图像块,采用Niblack法求出每个图像块的局部阈值T3;

步骤4,根据所述全局阈值T2和每个图像块的局部阈值T3,按照权重系数的比例,计算得到每个图像块的阈值T4;

步骤5,对每个所述图像块用对应的阈值T4进行分割,得到最终的分割图像;

所述步骤2的具体步骤为:

步骤2.1,对图像的灰度域设置三个分割点(ik1,ik2,ik3),具体定义式为:其中,mG为整幅图像的平均灰度值,i是原图像的像素点,灰度值为i的像素数为ni个;图像中的像素总数MN=n0+n1+...+nL‑1,pi表示每个像素点i的概率为Pi=ni/MN,即i的像素数比上图像的像素总数;ik2是整个灰度域的平均值,ik1是灰度区间(fmin(x,y),ik2) 上的平均值,ik3是灰度区间(ik2,fmax(x,y))上的平均值;

步骤2.2,求出ik2以及与其相邻的ik2‑1和ik2+1的灰度值,分别求出对应的类间方差值比较的值,确定图像全局阈值分割的阈值是否为ik2,若是,则步骤2结束,若不是则确定最佳查找子区间[m,n];

步骤2.3,在最佳查找子区间[m,n]中通过折分查找方法求出图像全局阈值分割的阈值T2;

所述步骤3的具体步骤为:

步骤3.1,将灰度图像I分成G个以(i,j)为中心,大小为r×r的图像块;

步骤3.2,采用Niblack法求出每个图像块的局部阈值为T3,以其中一个图像块为例,具体的计算方式为:T3(x,y)=m(x,y)+a×s(x,y)    (9)f(x1,y1)表示图像块中以坐标为(x1,y1)为中心的r×r邻域像素点灰度值;f(i,j)表示以r×r邻域窗口内坐标为(i,j)的像素点灰度值,其中m(x1,y1)表示以点(x1,y1)为中心的邻域窗口内图像块的灰度均值;s(x,y)为图像块的标准方差,a为修正系数。

2.如权利要求1所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述步骤1的具体步骤为:设输入原图像的大小为M×N,图像在点(x,y)的灰度值为f(x,y),{0,1,2…,L‑1}为图像的L个灰度级,对输入原图像做如下操作:A=min[f(x,y)]    (1)

B=max[f(x,y)]    (2)

其中A为输入原图像的最小灰度值,B为输入原图像的最大灰度值,g(x,y)是对比度扩展变换后的图像灰度。

3.如权利要求1所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述步骤2.2的具体的为:步骤2.2.1,求出ik2以及与其相邻的ik2‑1和ik2+1的灰度值,分别求出对应的类间方差值步骤2 .2 .2,比较 若 不小于

和 则确定图像全局阈值分割的阈值为为ik2,步骤2结束;否则执行步骤2.2.3;

步骤2.2.3,若 则把区间[ik1,ik2]作为最佳查找子区间[m,n];

若 则把区间[ik2,ik3]作为最佳查找子区间[m,n]。

4.如权利要求1所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述折分查找方法具体的为:步骤2.3.1,在最佳查找子区间[m,n]内选择灰度最大值和最小值为Px和Pd,令区间灰度均值 作为最初阈值;

步骤2.3.2,用最初阈值分割灰度图像I,将确定的区间分割为C1区域和C2区域,其中C1是灰度值大于最初阈值的部分,C2是灰度值小于最初阈值的部分;

步骤2.3.2,分别计算C1区域和C2区域的灰度平均值m1和m2,令K2=ηm1+(1‑η)m2为中转阈值,其中η为C1区域图像分割中的中转阈值系数;

步骤2.3.3,比较初始阈值与K2,若初始阈值=K2,则K2即为图像全局阈值分割的阈值T2,步骤2.3结束;否则令作为初始阈值,继续执行步骤2.3.2。

5.如权利要求4所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述η的取值范围为[0,0.5]。

6.如权利要求1所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述r的取值为15。

7.如权利要求1所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述步骤4中,每个图像块的阈值T4通过以下方式计算:T4=d×T2+(1‑d)×T3    (10)

其中d权重系数,d的取值满足0.25<d<0.75。

8.如权利要求7所述的一种基于改进大津法的Niblack的图像分割方法,其特征在于,所述d取d=0.5。