[發明專利]一種基于直方圖分布的圖像三值化方法

在審

• 申請號: 201810763061.1
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN109035281A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 焦良葆;曹雪虹;葉奇玲;夏天;張磊
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: G06T7/136
• 分類號: G06T7/136
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 秦秋星

本發明公開了一種基于直方圖分布的圖像三值化方法，其特征是，包括如下步驟：步驟1)選擇一幅存在異常區域的圖像，對圖像像素進行歸一化；步驟2)根據圖像的直方圖分布特征選擇兩個閾值；步驟3)根據選擇的兩個閾值將歸一化的圖像進行三值化。本發明所達到的有益效果：實現圖像中異常區域的突出，有利于提取異常區域信息，并且盡可能多的保留了圖像的有用信息，具有很大的現實意義。

技術領域

本發明涉及一種基于直方圖分布的圖像三值化方法，屬于圖像處理技術領域。

背景技術

圖像分割是圖像識別和計算機視覺至關重要的預處理。沒有正確的分割就不可能有正確的識別。但是計算機自動處理分割時，圖像中像素的亮度及顏色等因素會影響分割效果，因此圖像分割是需要進一步研究的技術。近年來，在圖像分割提取圖像特征的技術領域中，國內外已經開發出大量優秀算法。

現有的其他專利如專利號CN103473785A，為了解決現有的分割算法無法有效解決相互靠近的多目標分割的技術問題，提出了結合方向梯度強度圖像和飽和度圖像的信息對彩色圖像進行閾值處理,將彩色圖像逐個像素映射為“前景、輪廓、背景”三個值的三值化圖像聚類快速多目標分割方法。這種方法能夠有效的分割圖像異常區域，但是圖像的有用信息如相位信息無法保留。現有的其他專利如專利號CN107194943A基于待測物的圖像中每個像素點的灰度值計算每個像素點的鄰域的灰度均值并構建圖像的二維直方圖，依據圖像的二維直方圖計算最優分割閾值得到初始分割二值圖像。這種方法只是突出了異常區域與背景之間的差別，但是對待測物的圖像信息沒有很好的保留。又如專利號CN106683105A對所述目標區域進行點云的數據采集；對所述點云進行分類；將所述點云映射為圖像采集裝置成像平面上的投影點；獲取每個類別點云對應的投影點的在成像平面上的分割輪廓；根據所述分割輪廓,對所述圖像進行分割。這種方法能夠取得很好的分割效果，但是前期數據采集量巨大，給實施帶來了很大的難度。而隨著圖像處理技術的發展，如今對圖像分割技術的要求越來越高，盡可能的保留圖像的有用信息成為迫切的需求。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種突出圖像異常區域的處理方法，有利于提取圖像異常區域信息，實現了圖像的閾值分割，最大限度提取圖像有用信息。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于直方圖分布的圖像三值化方法，包括如下步驟：

步驟1：針對一幅存在異常區域的圖像，對圖像像素進行歸一化，得到圖像NI；

步驟2：根據圖像NI的直方圖分布特征選擇兩個閾值；

步驟3：根據選擇的兩個閾值將圖像NI進行三值化。

優選的，步驟1的具體步驟包括：將存在異常區域的圖像矩陣I歸一化，使圖像像素取值范圍為0-255，歸一化后的圖像記為NI。

優選的，步驟2的具體步驟包括：繪制圖像NI的直方圖分布，將所述直方圖擬合成正態分布曲線，選用所述正態分布曲線的兩個拐點T1和T2作為閾值，T1<T2。

優選的，步驟3的具體步驟包括：根據選取出的兩個閾值T1和T2，將圖像NI中的所有像素值小于T1的像素值全部變為0，所有像素值大于T2的像素值全部變為255，其余像素值全部變為127。

有益效果：以存在異常區域的圖像為研究對象，設計給出一種突出分割圖像方法；采用了結合歸一化、直方圖分布、閾值選取、三值化的算法，實現了突出圖像異常區域有用信息的目標。這種三值化方法能夠廣泛應用于具有異常區域像素值兩極化特征的圖像中。本方法應用最有效的領域是探地雷達(GPR)的空洞反射波相位信息的提取，應用基于直方圖分布的三值化方法能夠保留反射波的相位，從而判斷GPR圖像中的病害屬于哪一種類型。這種圖像分割方法符合圖像分割技術的追求目標，具有很大的現實意義。

附圖說明