最優二值化

2022-03-15 21:58:09 字數 1574 閱讀 6395

昨天要做乙個最優二值化,原qr圖如下:

對其做最優二值化,即在其直方圖兩個灰度波峰之間的的波谷用來做二值化的閾值。也就是下圖中所示的小紅點。

在連續變數中可以用求導的方式來獲得波峰和波谷的位置,但是對於離散變數,要如何求這個小紅點的位置捏?

方法一:

可以設計這樣乙個檢測結構

用這個結構對直方圖上的灰度1~255進行檢測,如果左側的灰度值高於檢測點的灰度值,且右側的灰度值也高於檢測點的灰度值。那麼就說明檢測點所處的位置就是某乙個波谷了。

但是,這樣又出現了另乙個問題,直方圖波形中的毛刺會導致很多「虛波谷」的出現。

所以,在使用上述結構檢測之前,要先對直方圖波形進行平滑處理。

直方圖的平滑處理可以考慮這兩種方法。

在例子中,使用的是插值的方法。

插值以後,根據上面的檢測結構檢測波峰和波谷:

原圖:

紅色代表檢測到的波峰,綠色代表檢測到的波谷。

測試另一張圖:

測試標準qr圖 :

測試增加了灰度漸變的標準qr圖:

可以看出用這種方法找到的波峰波谷還是太多,不好尋找我們所希望的閾值t。

方法二:

求導。在已經平滑處理的直方圖上,進行求導處理。

定義直方圖的某點x的導數為:

由此,可以求得某一直方圖的導數圖,如圖:

可以觀察到,在導數圖中,兩個灰度聚集區中間會有一段導數值為0的較長區域。尋找閾值t將從此處入手。

統計導數圖(不包括首尾兩端導數值為0的區域)中,0區域的長度,選擇其中最長的一段的中點作為閾值的取值點。

效果如下圖所示:

但是,在測試這張圖的時候閾值的取值出現了很大偏差:

問題出在進行直方圖平滑處理時,把右半邊的直方圖內容給處理掉了。

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