1.基于Otsu和改进Bernsen的红外图像分割方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1,对输入图像进行对比度扩展变换预处理,预处理后的图像满足直方图均衡化;
步骤2,采用Otsu法计算出分割阈值GT,将图像分割为背景区域和目标区域两部分;具体计算过程如下:对于图像I,将前景与背景的分割阈值设为GT,目标区域比例ω0的计算如公式(4)所示:式(4)中,N0为图像中灰度值小于阈值g(i,j)的像素个数;
背景区域比例ω1的计算如公式(5)所示:
式(5)中,N1为图像中像素灰度值大于阈值g(i,j)的像素个数;
平均灰度值μ的计算如公式(6)所示:
μ=ω0×μ0+ω1×μ1 (6);
式(6)中,μ0为目标区域平均灰度值,μ1为背景区域平均灰度值;
类间方差s的计算如公式(7)所示:
2 2
s=ω0(μ0‑μ) +ω1(μ1‑μ) (7);
步骤3,对目标区域中的g(i,j)在(2w+1)×(2w+1)窗口内进行高斯平滑滤波;
步骤4,采用改进的Bernsen法预判图像局部窗口内的对比度是否超出阈值范围,得到图像的阈值T(i,j);
采用改进的Bernsen法计算出目标区域的阈值T1(i,j),如公式(9)所示:式(9)中,k、l为窗口内的位置参数;
预判目标区域中图像局部窗口内的对比度是否超出阈值范围,根据最终得到图像的阈值T(i,j)判断像素点是否满足目标区域的条件,如公式(10)所示:式(10)中,Imax为g(i,j)在窗口内的灰度最大值,Imin为g(i,j)在窗口内的灰度最小值,GT为Otsu法得到的图像的全局阈值,S为窗口内灰度对比度阈值,S=15;
步骤5,利用T(i,j)对图像进行逐点二值化,得到二值化图像b(i,j)。
2.根据权利要求1所述的基于Otsu和改进Bernsen的红外图像分割方法,其特征在于,所述步骤1中,具体为:设输入图像I的大小为M×N,图像在点(i,j)的灰度值为f(i,j),预处理过程如公式(1)、(2)及(3)所示;
A=min[f(i,j)] (1);
B=max[f(i,j)] (2);
式中,A为图像的最小灰度值,B为图像最大的灰度值,g(i,j)是对比度扩展变换后的图像灰度,灰度动态范围为[0,255]。
3.根据权利要求1所述的基于Otsu和改进Bernsen的红外图像分割方法,其特征在于,所述步骤3中,采用高斯平滑滤波对目标区域像素点进行滤波处理,具体过程如下所示:对目标区域内的像素点(i,j)在(2w+1)×(2w+1)窗口内进行高斯平滑滤波,如公式(8)所示:式(8)中, 为经过高斯平滑滤波之后的灰度值,σ为平滑尺度,w为窗口宽度的一半,P为以(i,j)为中心大小为(2w+1)×(2w+1)的窗口区域。
4.根据权利要求1所述的基于Otsu和改进Bernsen的红外图像分割方法,其特征在于,所述步骤5中,具体为:利用阈值T(i,j)遍历目标区域图像中每个像素点,得到与原目标区域图像维数相同的二值化图像,对g~(i,j)逐点二值化,具体二值化计算如公式(11)所示:式(11)中,b(i,j)为记录二值化结果的矩阵。