[發明專利]一種改進的基于最大類間方差法的紅外圖像分割方法

有效

• 申請號: 201710599161.0
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107610144B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 張勛;時延利;張宏瀚;嚴浙平;徐健;陳濤;周佳加
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136;G06T7/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為一種改進的基于最大類間方差法的紅外圖像分割方法，能夠在最大程度上克服天空曝光帶來的分割效果不理想的問題，使分割后的目標能夠保持較完整的形狀。由于紅外圖像對比度比較低，灰度級范圍比較窄，利用最大類間方差法不能夠很好的分割出目標，考慮圖像灰度、圖像背景像素個數和目標像素個數對分割產生的影響，本發明對傳統最大類間方差法中求取方差的公式進行了改進，彌補了最大類間方差法的紅外圖像分割方法在天空有曝光且天空與目標對比度較低的情況下不能夠獲得較好的分割效果的缺點，并且將目標與天空背景對比度較大的區域分割良好。

技術領域

本發明屬于紅外成像技術領域，具體涉及一種改進的基于最大類間方差法的紅外圖像分割方法。

背景技術

紅外成像系統在成像過程中由于自身成像原因會使得紅外圖像具有信噪比低、圖像模糊、低對比度等特點。UUV拍攝近海面紅外偵查圖像時，由于UUV運動的影響、拍攝景物溫差區別、海浪干擾等因素，使得其拍攝的紅外圖像質量相比一般的紅外圖像更差。由于紅外圖像對比度比較低，灰度級范圍比較窄，利用最大類間方差法不能夠很好的分割出目標。為了更好的分割出目標，考慮圖像灰度、圖像背景像素個數和目標像素個數對分割產生的影響，對傳統最大類間方差法中求取方差的公式進行了改進。

最大類間方差法也被稱作Otsu方法，它是一種十分簡單和通用的方法，并且其最大特點是能夠實現圖像分割的自適應。它的基本原理為：通過找到使得背景與目標兩部分之間的方差能夠達到最大的閾值，然后利用該閾值將圖像目標與背景分開。

文獻《最大類間方差法在圖像分割中的應用》(煤炭技術，2008年7月，第27卷第7期)對圖像分別利用經典的Sobel算子和Log邊緣檢測進行閾值分割，然后利用最大類間方差法對圖像進行分割。但是最大類間方差法對紅外圖像分割在天空有曝光且天空與目標對比度較低的情況下不能夠獲得較好的分割效果，不能保持目標的完整性。

文獻《基于OTSU的近紅外圖像分割的應用研究》(大氣與環境光學學報，2011年11月，第6卷第6期)是最常用的利用圖像的一維灰度直方圖的閾值化方法之一，通過與一維OTSU的相互比較可以看出，二維OTSU對近紅外圖像擁有更好的分割效果。但是是該方法對目標和背景的分割效果并不是特別理想，在天空有曝光且天空與目標對比度較低的情況下該方法并不能準確的將邊界形狀保持完整。

發明內容

針對目前現有技術中存在的最大類間方差法的紅外圖像分割算法在天空有曝光且天空與目標對比度較低的情況下不能夠獲得較好的分割效果的缺點，本發明旨在提供一種將目標與天空背景對比度較大的區域分割良好的改進的基于最大類間方差法的紅外圖像分割方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明為一種改進的基于最大類間方差法的紅外圖像分割方法，其特征在于：包括以下步驟：

1.獲取紅外圖像；

2.計算整幅圖像的平均灰度值u；

3.設置分割閾值t初始值為1；

4.將f(x,y)小于閾值t的像素歸為背景部分為C0,反之歸為目標部分C1，背景部分C0的灰度級范圍是0～t-1，目標部分C1的灰度級范圍是t～L-1，其中L為灰度級；

5.分別計算背景部分C0和目標部分C1的概率、平均灰度值、類內方差和像素個數；