【21页】毕业论文：图像分割阈值选取技术综述.doc文档全文免费阅读

可以得到最佳阈值。

模糊集方法模糊集理论较好的描述了人类视觉中的模糊性和随机性，因此在图像阈值化领域受到了广泛的关注。

模糊集阈值化方法的基本思想是，选择种状的隶属度函数定义模糊集，隶属度为的灰度级对应了阈值，当然在上述隶属度函数的表达式中阈值是个未知的参数然后在此模糊集上定义种准则函数例如整个图像的总体模糊度，通过优化准则函数来确定最佳阈值。

等首先，他们把幅具有个灰度级的图像看作个模糊集，其中隶属函数定义如下参数称之为交叉点即。

分，使得两类总方差取最大值的，即为最佳分割阈值。

从模式识别的角度看，最佳阈值应当产生最佳的目标类与北京类的分离性能，此性能我们用类别方差来表征，为此引入类内方差类间方差和总体方差，并定义三个等效的准则测量鉴于计算量的考量，人们般通过优化第三个准则获取阈值。

此方法也有其缺陷，和的实验揭示当图像中目标与背景的大小之比很小时方法失效。

在实际运用中，往往使用以下简化计算公式其中，为两类间最大方差，为类概率，为类平均灰度，为类概率，为类平均灰均灰度，为类概率，为类平均灰度，为图像总体平均灰度。

即阈值将图像分成，两部在实际运用中，往往使用以下简化计算此方法也有其缺陷，和的实验揭示当图像中目标与背景的大小之比很小时方法失效。

部分内容简介于年提出的最大类间方差法以其计算简单稳定有效，直广为使用。

从模式识别的角度看，最佳阈值应当产生最佳的目标类与北京类的分离性能，此性能我们用类别方差来表征，为此引入类内方差类间方差和总体方差，并定义三个等效的准则测量鉴于计算量的考量，人们般通过优化第三个准则获取阈值。

此方法也有其缺陷，和的实验揭示当图像中目标与背景的大小之比很小时方法失效。

在实际运用中，往往使用以下简化计算公式其中，为两类间最大方差，为类概率，为类平均灰度，为类概率，为类平均灰度，为图像总体平均灰度。

即阈值将图像分成，两部分，使得两类总方差取最大值的，即为最佳分割阈值。

熵方法八十年代以来，许多学者将信息熵的概念应用于图像阈值化，其基本思想都是利用图像的灰度分布密度函数定义图像的信息熵，根据假设的不同或视角的不同提出不同的熵准则，最后通过优化该准则得到阈值。

通过使后验熵的上限最大来确定阈值。

等人的方法假定目标和背景服从两个不同的概率分布和定义使得熵达到最大求得最佳阈值。

此方法又称为熵方法。

最小误差阈值此方法来源于最小误差分类方法。

是目标类错分到背景类的概率，是背景类错分到目标类的概率总的误差概率使取最小值，即为最优分类方法。

在和于年提出的最小误差法中，直方图被视为目标与背景混合集概率密度函数的估计其中，为先验概率求解下列方程可得到最小误差阈值遗憾的是上式中，和通常是未知的，和提倡用拟合方法从直方图中估计这些参数，但是算法相当复杂，不易实现。

矩量保持法矩量保持法，即矩守恒阈值法，是年提出的，其基本思想是最佳的阈值应该使分割前后图像的矩量保持不变，由此可以得到组矩量保持方程，求解该方程组就可以得到最佳阈值。

模糊集方法模糊集理论较好的描述了人类视觉中的模糊性和随机性，因此在图像阈值化领域受到了广泛的关注。

模糊集阈值化方法的基本思想是，选择种状的隶属度函数定义模糊集，隶属度为的灰度级对应了阈值，当然在上述隶属度函数的表达式中阈值是个未知的参数然后在此模糊集上定义种准则函数例如整个图像的总体模糊度，通过优化准则函数来确定最佳阈值。

等首先，他们把幅具有个灰度级的图像看作个模糊集，其中隶属函数定义如下参数称之为交叉点即。

由此从图像的空间平面得到模糊特性平面。

然后，基于此模糊集定义了图像的线性模糊度二次模糊度和模糊熵，使这三个量取最小值时的交叉点即为最佳阈值。

文献指出模糊隶属度函数在该算法中的作用仅在于将图像由灰度数据空间转换为模糊空间，其函数的形式对增强结果几乎没有影响。

这就使我们有理由使用些形式简单的函数形式。

例如国内学者发表的种模糊阈值方法隶属度表示灰度具有明亮特性的程度，为隶属函数窗宽，对应隶属度为的灰度级。

设灰度级的模糊率为，则得到整幅图像的模糊率其中，为图像尺寸，为图像总灰度级，图像中灰度为的象素个数。

对应于不同的值，就可以计算出相应的图像模糊率，选取使得最小的值，作为图像分割的最佳阈值即可。

小结对于基于点的全局阈值选取方法，除上述主要几种之外还许多，但大多都是以上述基本方法为基础，做出的改进方法或者对算法的优化，如使用递推方法以降低算法复杂性。

例如在文献中，提出种使目标和背景差距最大的阈值求取方法，类似于最大类间方差阈值法。

是它的种简化算法。

又如年等人提出了均匀化误差阈值选取方法，这种方法实质上是要使将背景点误分为目标点的概率等于将目标点误分为背景点的概率。

类似于最小误差阈值法。

近年来有些新的研究手段被引入到阈值选取中。

比如人工智能，在文献中，描述了如何用人工智能的方法，寻找直方图的谷底点，作为全局阈值分割。

其它如神经网络，数学形态学，小波分析与变换等等。

总的来说，基于点的全局阈值算法，与其它几大类方法相比，算法时间复杂度较低，易于实现，适合应用于在线实时图像处理系统。

由于我的研究方向为机器视觉，所作的项目要求算法具有良好的实时性，因此针对基于点的全局阈值方法，阅读了较多的文献，在综述里叙述也相对比较详细。

基于区域的全局阈值选取方法对幅图像而言，不同的区域，比如说目标区域或背景区域，同区域内的象素，在位置和灰度级上同时具有较强的致性和相关性。

而在上述基于点的全局阈值选取方法中，有个共同的弊病，那就是它们实际上只考虑了直方图提供的灰度级信息，而忽略了图像的空间位置细节，其结果就是它们对于最佳阈值并不是反映在直方图的谷点的情况会束手无策，不幸我们通常遇到的很多图像恰恰是这种情况。

另方面，完全不同的两幅图片却可以有相同的直方图，所以即使对于峰谷明显的情况，这些方法也不能保证你得到合理的阈值。

于是，人们又提出了很多基于空间信息的阈值化方法。

可以说，局域区域的提出了几十个评价准则。

这些准则中又有定性的，也有定量的有分析算法的，也有检测实验结果的，文献将它们大致分为类。

文献中选择摄影师建筑物和模特三幅图像作为标准图像，并采用趋于致性度量和形状参数对几种常用的全局阈值方法的分割结果进行了评价。

结果表明对于这三幅图像，如果希望得到的二值图像比较均匀且目标的形状较好，推荐使用最大熵方法矩量保持方法和最大类间方差法。

文献中以磁盘及鹤模型作标准图像，在噪声条件下用错分概率形状和均匀性度量作为标准评估了五种常见的整体阈值选取方法的性能。

这五种方法是四元树方法矩量保持法最大类间方差法最大熵方法和简单统计法。

结果表明各种方法的性能不仅与所处理的图像有关，而且也和所选用的准则有关。

该文献也指出，对于般实时应用来说，可以选择最大类间方差方法和简单统计法。

最后，评价的目的是为了能指导改进和提高分割，如何把评价和分割应用联系起来尚有许多工作要做。

个可能的方法是结合人工智能技术，建立分割专家系统，以有效的利用评价结果进行归纳推理，从而把对图像的分割由目前比较盲目的试验阶段推进到系统地实现的阶段。

参考文献王新成高级图象处理技术中国科学技术出版社吴全，朱兆达图像处理中阈值选取方法年的进展数据采集与处理吴全，朱兆达图像处理中阈值选取方法年的进展二数据采集与处理赵荣椿，迟耀斌，朱重光，图像分割技术进展，中国体视学与图像分析王秋让，基于自动门限化的图像分割以目标提取方法研究，西北工业大学博士论文于新文，几种图像分割算法在棉铃虫图像处理中的应用，中国农业大学学报王润生图像理解长沙国防科技大学出版社吴薇图像处理中的模糊技术现代电子技术梁栋，李新华种基于人工智能的阈值自动选取方法微电子学与计算机，张毅军，吴雪菁，夏良正，二维熵图象分割的快速递推算法，模式识别与人工智能薛景浩，章毓晋，林行刚二维遗传算法用于图象动态分割自动化学报，章毓晋图象分割北京科学出版社彭进业，俞卞章，李楠，祝轩分形维数在灰度图像二值化中的应用小型微型计算机汪巧萍，种基于小波分析的纹理背景下的物体分割算法，数据采集与处理景晓军，蔡安妮，孙景鳌种基于二维最大类间方差的图像分割算法通信学报丘江基于图像差距分割的快速目标匹配识别算法电子学报，龚坚二维熵阈值分割的快速算法东南大学学报，金立左夏正良杨世周图像分割的自适应模糊阈值法中国图像图形学报，章毓晋图象分割评价技术分类和比较中国图像图形学报，谢风英姜志国周付根基于数学形态学的免疫细胞图象分割中国图像图形学报，罗惠慆章毓晋个图象分割评价实例及讨论数据采集与处理，龙甫荟郑南宁基于多层感知遗传算法的图家分割新方法控制理论与应用，任彬红外热图像自动阈值分割方法安徽大学学报自然科学版，王坤明自动选取阈值方法比较研究抚顺石油学院学报，图像分割阈值选取技术综述摘要图像分割是图像处理与计算机视觉领域低层次视觉中最为基础和重要的领域之，它是对图像进行视觉分析和模式识别的基本前提阈值法是种传统的图像分割方法，因其实现简单计算量小性能较稳定而成为图像分割中最基本和应用最广泛的分割技术已被应用于很多的领域。