[發明專利]一種基于生物視覺的二值圖像自動閾值方法

有效

• 申請號: 201210346068.6
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102915538A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 曲建明
• 申請（專利權）人: 成都金盤電子科大多媒體技術有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司 51126
• 代理人: 王崗

技術領域

本發明涉及計算機圖像處理、醫學圖像處理領域，具體來講是一種基于生物視覺的二值圖像自動閾值方法。

背景技術

圖像分割是圖像分析和計算機視覺科學中最基本也是最困難的技術之一，它是基于同一物體內部某特征的相似性以及不同物體之間該特征的相異性將數字圖像分成不相交（不重疊）的各個區域的過程。特征的選取可以使用灰度、形狀因子、紋理等等。圖像分割的方法很多，經典的基于象素直方圖的閾值分割法,基于鄰域的區域生長法等。近年來還不斷涌現出了許多新的方法:如基于小波分析和變換的分割技術,基于數學形態學的分割技術等等。

自動閾值用于將灰度圖像的背景和目標進行分離，在實際圖像中，圖像目標和背景之間并不具備截然不同的灰度，因此閾值的選擇非常重要，直接影響分割的精度以及圖像處理的正確性。以往的圖像分割方法大都依據復雜的數學理論和繁瑣的計算過程，從而導致計算機處理時需要進行海量的計算，耗費大量的時間，不能達到實時處理的能力，而且大多數情況下還得不到理想的結果，尤其是醫學圖像實時分析的難題。

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發明內容

本發明的目的在于在此提供一種基于生物視覺的二值圖像自動閾值方法，該方法能夠解決目前在圖像分割算法中出現的耗時、分割效果不明顯，解決了醫學圖像實時分析的難題。本方法主要利用當前CPU執行最快的“加法指令”和“對比指令”完成對二值圖像閾值的獲取，支持不規則離散的直方圖，具備運行高速穩定，思路簡潔。

本發明是這樣實現的，構造一種基于生物視覺的二值圖像自動閾值方法，其特征在于：此方法具體實施如下：

第一步：申請一個長度為256的整形數組a，將灰度圖像直方圖各個灰度級對應的像素點數按灰度級遞增順序存入數組a中；

第二步：再申請一個長為256的整形數組b，將a數組相鄰元素之差Δ，依次存入數組b中；

第三步：從數組b中尋找出Δ連續為非負的最長的兩個區段，記錄下段尾在數組b中的索引值，

設定一個長度n，當出現某一Δ為負，而其前后n范圍內Δ都為正，則將當前Δ忽略為0；

第四步：根據第三步中已經得到的兩個段尾索引，求得數組b中對應于兩個索引值之間值最小的元素的索引值，該索引值即為所求的分割閾值。

本發明采用了基于生物視覺一種簡單的適合醫學圖像分割的自動閾值方法，也就是說在人們看見兩個波峰，中間有一個凹谷的時候，要尋找谷底這個點，那么人們首先會通過對比，找到兩個波峰點，然后在波峰點之間找到波谷。算法采用了計算機執行速度最快的加法指令和比較指令，使得該方法計算量小、計算速度快、得到結果迅速，在醫學圖像細胞分割方面的效果非常好。

本發明的有益效果在于：該方法能夠解決目前在圖像分割算法中出現的耗時、分割效果不明顯，能夠解決醫學圖像實時分析的難題，在醫學圖像細胞分割過程中，速度非常迅速，效果非常好，達到了實時處理的能力。對于一幅尺寸為????????????????????????????????????????????????的灰度圖像，分割時間在10ms以內。

附圖說明

圖１是本發明流程示意圖。

圖2是描述該方法的數學理論基礎直觀示意圖。

圖3是實驗對應分割原圖。

圖4是分割效果圖。

具體實施方式

本發明提供一種基于生物視覺的二值圖像自動閾值方法，本發明主要解決了目前在圖像分割算法中出現的耗時、分割效果不明顯，解決了醫學圖像實時分析的難題。本方法主要利用當前CPU執行最快的“加法指令”和“對比指令”完成對二值圖像閾值的獲取，支持不規則離散的直方圖，具備運行高速穩定，思路簡潔。

如下圖２所示，我們的目標是在只知道f(x)的值的情況下，用一種快速準確的方法尋找函數中的最低點。人眼通過對比便知道最低點是c點，我們的算法也正是利用了這個特點。算法的數學理論闡述如下：

第一步：函數在區間上，函數遞增，即對于任意的且，函數恒有，即，即存在一定大的區域內有函數值之差恒大于等于0。

第二步：同理，函數在區間上同樣存若，即存在一定大的區域內有函數值之差恒大于等于0。

第三步：由第一步和第二步可以尋找到兩個波峰頂點，那么下面只需要在區間內尋找到最小值點，即點。

　??本發明所述基于生物視覺的二值圖像自動閾值方法，采用如下方式實現；如圖１所示；此方法具體實施如下：