鄒全　張雨　上官淼裔　高金波

摘 要：圖像分割是圖像處理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。圖像分割有很多種算法，本文采用Otsu閾值分割算法對(duì)圖像進(jìn)行分割。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，Otsu閾值分割法的算法簡(jiǎn)單、計(jì)算速度較快、實(shí)時(shí)性較高，對(duì)于目標(biāo)和背景灰度差值較大的圖像，其分割效果較好，但對(duì)于灰度差異不太明顯的圖像，其分割效果就不是很理想。

關(guān)鍵詞：圖像分割；Otsu閾值分割；算法

一、 概述

Otsu閾值分割算法是1979年由日本學(xué)者OTSU提出的一種對(duì)圖像進(jìn)行二值化的高效算法，也稱為一維最大類間方差法，是一種自適應(yīng)閾值確定的方法，簡(jiǎn)稱OTSU，是一種基于全局的二值化算法。當(dāng)對(duì)象和目標(biāo)在一幅圖像中所占的數(shù)據(jù)比率相差不大或者信號(hào)與噪聲的比例很大時(shí)，就可以運(yùn)用Otsu閾值分割算法來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行研究和分割，當(dāng)閾值選取了恰當(dāng)?shù)闹禃r(shí)，對(duì)象和目標(biāo)圖像之間的差別應(yīng)該是最大的。在OTSU算法中采用最大類間方差作為衡量差別的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)象和目標(biāo)圖像之間的類間方差越大，就說(shuō)明構(gòu)成圖像的對(duì)比越大，分割效果就越好。

二、 理論及應(yīng)用

記T為對(duì)象和目標(biāo)圖像的分割閾值，對(duì)象點(diǎn)數(shù)占整個(gè)圖像比例為w0，平均灰度為u0；目標(biāo)圖像點(diǎn)數(shù)占整個(gè)圖像比例為w1，平均灰度為u1，圖像的總平均灰度為u，對(duì)象圖像和目標(biāo)圖像的方差為g，則有：

當(dāng)方差g最大時(shí)，可以認(rèn)為對(duì)象圖像和目標(biāo)圖像差異最大，此時(shí)的分割閾值T是最佳閾值。類間方差法對(duì)噪聲以及目標(biāo)圖像大小十分敏感，它僅僅對(duì)類間方差為單峰的圖像產(chǎn)生較好的分割效果。當(dāng)目標(biāo)與背景的大小比例相差大時(shí)，類間方差準(zhǔn)則函數(shù)可能會(huì)出現(xiàn)雙峰或多峰現(xiàn)象，此時(shí)效果不好。直接用OTSU算法處理自然場(chǎng)景如下圖所示：

三、 結(jié)論

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)閾值分割法的算法簡(jiǎn)單、計(jì)算速度較快、實(shí)時(shí)性較高，對(duì)于目標(biāo)和背景灰度差值較大的圖像，其分割效果較好，但對(duì)于灰度差異不太明顯的圖像，其分割效果就不是很理想。

參考文獻(xiàn)：

[1]李梅.基于Otsu算法的圖像分割研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2011.

[2]柳瑞波.基于H.264的感興趣區(qū)域數(shù)字水印的研究[D].蘭州：西北師范大學(xué)，2015.

作者簡(jiǎn)介：

鄒全，張雨，上官淼裔，高金波，江蘇省常州市，常州工學(xué)院電氣與光電工程學(xué)院。