• python数字图像处理(11):图像自动阈值分割


    图像阈值分割是一种广泛应用的分割技术,利用图像中要提取的目标区域与其背景在灰度特性上的差异,把图像看作具有不同灰度级的两类区域(目标区域和背景区域)的组合,选取一个比较合理的阈值,以确定图像中每个像素点应该属于目标区域还是背景区域,从而产生相应的二值图像。

    在skimage库中,阈值分割的功能是放在filters模块中。

    我们可以手动指定一个阈值,从而来实现分割。也可以让系统自动生成一个阈值,下面几种方法就是用来自动生成阈值。

    1、threshold_otsu

    基于Otsu的阈值分割方法,函数调用格式:

    skimage.filters.threshold_otsu(imagenbins=256)

    参数image是指灰度图像,返回一个阈值。

    from skimage import data,filters
    import matplotlib.pyplot as plt
    image = data.camera()
    thresh = filters.threshold_otsu(image)   #返回一个阈值
    dst =(image <= thresh)*1.0   #根据阈值进行分割
    
    plt.figure('thresh',figsize=(8,8))
    
    plt.subplot(121)
    plt.title('original image')
    plt.imshow(image,plt.cm.gray)
    
    plt.subplot(122)
    plt.title('binary image')
    plt.imshow(dst,plt.cm.gray)
    
    plt.show()

    返回阈值为87,根据87进行分割得下图:

    2、threshold_yen

    使用方法同上:

    thresh = filters.threshold_yen(image) 

    返回阈值为198,分割如下图:

    3、threshold_li

    使用方法同上:

    thresh = filters.threshold_li(image)

    返回阈值64.5,分割如下图:

    4、threshold_isodata

    阈值计算方法:

    threshold = (image[image <= threshold].mean() +image[image > threshold].mean()) / 2.0

    使用方法同上:

    thresh = filters.threshold_isodata(image)

    返回阈值为87,因此分割效果和threshold_otsu一样。

    5、threshold_adaptive

    调用函数为:

    skimage.filters.threshold_adaptive(imageblock_sizemethod='gaussian')

    block_size: 块大小,指当前像素的相邻区域大小,一般是奇数(如3,5,7。。。)

    method: 用来确定自适应阈值的方法,有'mean', 'generic', 'gaussian' 和 'median'。省略时默认为gaussian

    该函数直接访问一个阈值后的图像,而不是阈值。

    from skimage import data,filters
    import matplotlib.pyplot as plt
    image = data.camera()
    dst =filters.threshold_adaptive(image, 15) #返回一个阈值图像
    
    plt.figure('thresh',figsize=(8,8))
    
    plt.subplot(121)
    plt.title('original image')
    plt.imshow(image,plt.cm.gray)
    
    plt.subplot(122)
    plt.title('binary image')
    plt.imshow(dst,plt.cm.gray)
    
    plt.show()

    大家可以修改block_size的大小和method值来查看更多的效果。如:

    dst1 =filters.threshold_adaptive(image,31,'mean') 
    dst2 =filters.threshold_adaptive(image,5,'median')

    两种效果如下:

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