基于Otsu理論的圖像分割算法的研究.pdf

1、圖像分割是計算機(jī)視覺的一個關(guān)鍵并且重要的步驟，對后續(xù)的任務(wù)，如圖像的分析、特征的提取、目標(biāo)的識別等都起著十分重要的作用。圖像分割的目的在于將給定的圖像按照某種準(zhǔn)則劃分成某些互相不重疊的區(qū)域，從而改變圖像的表現(xiàn)形式，將圖像的理解和分析簡單化。圖像分割方法經(jīng)過幾十年的研究發(fā)展，目前已經(jīng)涌現(xiàn)出了各式各樣的分割算法。在如此之多的分割方法當(dāng)中，基于閾值的方法因為理論簡單、使用方便、實時性良好而受到了研究者們的廣泛關(guān)注。
　　本文緊緊圍繞“基

2、于Otsu理論的圖像分割”這一研究內(nèi)容，從算法的計算復(fù)雜度和分割的效果這兩個角度出發(fā)，對現(xiàn)有的二維Otsu算法和三維Otsu算法進(jìn)行了深入研究，提出了三個改進(jìn)算法，提高了算法的計算速度并且大大的優(yōu)化了分割的效果，算法的有效性通過相關(guān)的實驗得到了驗證。本文的研究內(nèi)容可以主要歸納如下：
　?。?）針對傳統(tǒng)二維Otsu算法在含噪聲較多的圖像應(yīng)用中分割效果較差這一個問題，提出了一種改進(jìn)的二維Otsu圖像分割算法。該算法首先利用一種改進(jìn)的自

3、適應(yīng)加權(quán)中值濾波對噪聲圖像進(jìn)行中值濾波處理，以此消除大量噪聲對后續(xù)的干擾。然后將中值圖像的二維直方圖區(qū)域劃分用二分方法來代替原始的四分方法，將直方圖二元組用它所在的分割線與原點的垂直距離來替代，使得最佳閾值的搜索維度從二維降到了一維。這樣的做法一是大大簡化了計算，二是改正了盲從忽略某些信息的錯誤。針對多幅不同類型的圖像進(jìn)行了實驗驗證，都取得了較好的分割效果，證明了該算法的可行性和有效性。
　?。?）針對三維Otsu圖像分割算法計算

4、復(fù)雜度高、運算量大的問題，提出了一種基于分解的三維Otsu圖像分割算法。算法首先利用分解的思想降低計算復(fù)雜度，把三維Otsu分解為三個一維Otsu，然后在分析一維Otsu的基礎(chǔ)上，定義了類間距離和類內(nèi)距離，創(chuàng)建了一個新的閾值識別函數(shù)設(shè)計算法，充分考慮了類間距離和類內(nèi)距離在分割中的不同作用。良好的實驗結(jié)果證明了該算法的有效性。
　?。?）針對三維Otsu算法輪廓細(xì)節(jié)分割、目標(biāo)邊緣提取不夠精確的問題，將三維模型里的中值用Sobel算子