谁能讲讲图像的二值化?(100分)

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谁能讲讲图像的二值化?
 
二值化图象 :BP,BinaryPictureimage
二值图象是一种未经压缩的单色的线条图形数据;
图象的二值化通常是说将一幅彩色位图转化为只有黑白两色,当然也可以自定义两种颜色。
 
二值化的算法要根据你具体的图像和要求来构造。
 
二值化的目的是把灰度指纹图象变成0—1取值的二值图象。
图像的二值化[8][9]的具体办法是:通过设定阈值(Threshold),把灰度图像变换成仅用两
个值(0或1)来分别表示的图像目标和图像背景的二值图像,其中目标取值为1,背景值取值
为0。
在实际的位图(Bitmap)中,0对应于 RGB值均为0,1对应于RGB值均为255。
在数字图像处理中,二值图像占有非常重要的地位,特别是在实用的图像处理系统中,以
二值图像处理为核心构成的系统是很多的,要进行二值图像的处理与分析,首先需要把灰
度图像二值化,得到二值图像。
这样做的好处是:再对图像作进一步处理时,图像的几何性质只与0和1的位置有关,不再涉及到像素的灰度值,使处理变得简单,而且数据的压缩量很大。
例如一幅300×300×8BIT的灰度图像,二值化以后的数据量只有300×300×1Bit,这给存储和处理都带来了很大的方便,同时也提高了系统的经济实用性。
图像二值化可根据下列的阈值处理来进行:
   g(i,j)=1,当f(i,j)≥threshold时;
g(i,j)=0,当f(i,j)<threshold时.
通常,用二值图像g(i,j)中的1值部分表示目标子图,0值部分表示背景子图。
  二值化图像的方法很多,阈值的选择是二值化图像的关键。
  阈值的选择主要可以分为两类:全局阈值和局部阈值。
  全局阈值是对整个图像采用一个阈值进行划分,例如非常零像素置1二值化、固定阈值法二值化、判断分析法二值化、基于灰度差直方图的阈值法等[7][8][9]。
  不同的灰度图像,其灰度深度是存在差异的。同一幅灰度图像,不同部位其明暗分布可能是不同的。因此,在对灰度图像进行二值化的过程中,如果选用全局阈值法显然是不合适的。
  局部阈值是将图像分成一些子块,对于每一子块选定一个阈值,例如,动态阈值法。
  动态阈值法仅是一个变换方法,即在一个n×n的子块中,所有具有灰度级超过平均灰度值到255数据点变换1(即黑色),而另一些低于平均灰度值的数据点则变换到1(即白色)。
  具体作法如下:图像分为n×n的方块,对每一个子块计算其平均灰度值,然后将方块中每个像素点的灰度值与平均灰度值进行比较,若大于平均灰度值,则将该像素点灰度值置为255;反之则置为0。
  分块的大小不同,其二值化处理结果也不同,本文试验了4×4,8×8,16×16,32×32大小的分块方案,发现采用8×8的分块大小的动态阈值二值化方法能取得的效果最佳。
  8×8分块二值化处理效果图如图4所示。

  采用固定阈值的方法进行二值化也可以取得较好效果,但当灰度图像灰度不均匀时,指纹纹线易于产生断线;判断分析法二值化效果与固定阈值法相差较小。
  相比之下,动态阈值能根据图像的局部灰度自动选择合适的阈值,只要选择合适的分块大小(与图像的分辨率有关,本文的图像分辨率为(400dpi),就能取得最佳的二值化效果。
  因此,我们采用了动态阈值二值化方法。

具体做法是:我们将灰度图像分成若干个16×16的子区。先计算各子区的灰度平均值,以此平均值作为该子区的阈值。
另外,为了防止背景子区由于这种方法求出的阈值过低而引入噪声,还加入一个判断条件,即如果某块的阈值保证了背景块能够从前景声中分离出来。具体办法是:将阈值与给定条件(这样做是为了防止阈值过低而引入新的噪声)。如果前者大于后者,则以该阈值为标准,作二值化处理,否则相应子区二值化结果直接赋值为0。
这种以区域灰度幅度为函数的自适应阈值法,完全适合用于对锐化后的灰度图像进行二值化处理,结果如下图3.5所示。
本算法需要进一步的改进, 平滑子区域间的阈值,

另外, 可使用小波分析知识来选择自适应的阈值进行二值化, 可用浮动阈值法进行二值化

 
接受答案了。
 
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