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opencv-python-学习笔记十(图像阈值)

时间:2019-07-28 19:02:43      阅读:76      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

简单阈值

对每一个像素都应用相同的阈值。如果像素值小于阈值,则将其设置为0,否则设置为最大值。cv.threshold函数用于设置阈值,它的第一个参数是源图像的灰度图像,第二个参数是用于对像素值进行分类的阈值,第三个参数是分配给超过阈值的像素值的最大值。OpenCV提供了不同类型的阈值,阈值类型由函数的第四个参数给出。

函数:

retval, dst=cv.threshold(src, thresh, maxval, type[, dst])对每个像素使用固定的阈值

参数:

src       输入图像 ,灰度图(多通道, 8-bit or 32-bit floating point).
dst 与src具有相同大小、类型和通道数的输出数组。
thresh 阈值                                                                                  
maxval 当像素值超过了阈值(或者小于阈值,根据type来决定),所赋予的值
type 阈值类型 (see ThresholdTypes).

返回值:

 retVal:使用的阈值,在Otsu‘s中会用到

 dst: 经过阈值处理的图像

阈值类型:

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举例:

import cv2 as cv
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
img = cv.imread(4.jpg, 0)
ret, thresh1 = cv.threshold(img, 127, 255, cv.THRESH_BINARY)
ret, thresh2 = cv.threshold(img, 127, 255, cv.THRESH_BINARY_INV)
ret, thresh3 = cv.threshold(img, 127, 255, cv.THRESH_TRUNC)
ret, thresh4 = cv.threshold(img, 127, 255, cv.THRESH_TOZERO)
ret, thresh5 = cv.threshold(img, 127, 255, cv.THRESH_TOZERO_INV)
titles = [Original Image, BINARY,
          BINARY_INV, TRUNC, TOZERO, TOZERO_INV]
images = [img, thresh1, thresh2, thresh3, thresh4, thresh5]
for i in range(6):
    plt.subplot(2, 3, i+1), plt.imshow(images[i], gray)
    plt.title(titles[i])
    plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

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自适应阈值

在上一节中,我们使用一个全局值作为阈值。但这并不适用于所有情况,例如,如果一张图像在不同的区域有不同的光照条件。在这种情况下,自适应阈值阈值可以提供帮助,算法会根据像素周围的小区域来确定像素的阈值。因此,对于同一幅图像的不同区域,我们得到了不同的阈值,对于光照不同的图像,我们得到了更好的结果。除了上述所描述的区域外,cv.adaptiveThreshold函数还需要3个其它参数。


函数

dst=cv.adaptiveThreshold(src, maxValue, adaptiveMethod, thresholdType, blockSize, C[, dst])

参数:

src 源 8-bit 单通道图像
dst 与源图像具有相同大小和类型的目标图像
maxValue 当像素值超过了阈值(或者小于阈值,根据type来决定),所赋予的值
adaptiveMethod 阈值的计算方法,包含以下2种类型: see AdaptiveThresholdTypes.
thresholdType 阈值类型必须是 THRESH_BINARY or THRESH_BINARY_INV
blockSize 像素邻域的大小,用来计算像素的阈值: 3, 5, 7, and so on.
C 阈值计算方法中的常数项                                                                                                                    

上述参数中,adaptiveMethod决定了阈值是如何计算的

  cv.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C: 阈值是邻域面积减去常数C的平均值。

  cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C:阈值是邻域值减去常数C的高斯加权和,权重为一个高斯窗口

blockSize大小决定了邻域的大小,C是从邻域像素的均值或加权和中减去的常数。

举例

import cv2 as cv
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
img = cv.imread(2.png,0)
# 中值滤波,抑制图像噪声。在滤除噪声的同时,能够保护信号的边缘,使之不被模糊
img = cv.medianBlur(img,5)
# 简单阈值
ret,th1 = cv.threshold(img,127,255,cv.THRESH_BINARY)
# 自适应阈值
th2 = cv.adaptiveThreshold(img,255,cv.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C,            cv.THRESH_BINARY,11,2)
th3 = cv.adaptiveThreshold(img,255,cv.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,            cv.THRESH_BINARY,11,2)
titles = [Original Image, Global Thresholding (v = 127),
            Adaptive Mean Thresholding, Adaptive Gaussian Thresholding]
images = [img, th1, th2, th3]
for i in range(4):
    plt.subplot(2,2,i+1),plt.imshow(images[i],gray)
    plt.title(titles[i])
    plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show()

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Otsu‘s二值化

在全局阈值化中,我们使用一个任意选择的值作为阈值。相反,Otsu的方法避免了必须选择一个值并自动确定它。

Otsu’s Binarization是一种基于直方图的二值化方法,它需要和threshold函数配合使用。

考虑只有两个不同图像值的图像(双峰图像),其中直方图只包含两个峰值。一个好的阈值应该位于这两个值的中间(对于非双峰图像,这种方法 得到的结果可能会不理想)。同样,Otsu的方法从图像直方图中确定一个最优的全局阈值。

为此,使用 cv.threshold()函数, cv.THRESH_OTSU 最为一个额外的标志传入。阈值可以任意选择。然后,该算法找找出一个最优阈值最为第一个输出。

看一下下边的例子。输入图像是一个有噪声的图像,在第一种情况下,应用值为127的全局阈值。在第二种情况下,直接应用Otsu的阈值。在第三种情况下,首先用5x5高斯核对图像进行滤波,去除噪声,然后应用Otsu阈值。看看噪声滤波如何改进结果。

 

import cv2 as cv
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt
img = cv.imread(noisy2.png,0)
# global thresholding
ret1,th1 = cv.threshold(img,127,255,cv.THRESH_BINARY)
# Otsu‘s thresholding
ret2,th2 = cv.threshold(img,0,255,cv.THRESH_BINARY+cv.THRESH_OTSU)
# Otsu‘s thresholding after Gaussian filtering
blur = cv.GaussianBlur(img,(5,5),0)
# 阈值一定要设为0 ret3,th3
= cv.threshold(blur,0,255,cv.THRESH_BINARY+cv.THRESH_OTSU) # plot all the images and their histograms images = [img, 0, th1, img, 0, th2, blur, 0, th3] titles = [Original Noisy Image,Histogram,Global Thresholding (v=127), Original Noisy Image,Histogram,"Otsu‘s Thresholding", Gaussian filtered Image,Histogram,"Otsu‘s Thresholding"] for i in xrange(3): plt.subplot(3,3,i*3+1),plt.imshow(images[i*3],gray) plt.title(titles[i*3]), plt.xticks([]), plt.yticks([]) plt.subplot(3,3,i*3+2),plt.hist(images[i*3].ravel(),256) plt.title(titles[i*3+1]), plt.xticks([]), plt.yticks([]) plt.subplot(3,3,i*3+3),plt.imshow(images[i*3+2],gray) plt.title(titles[i*3+2]), plt.xticks([]), plt.yticks([]) plt.show()

 

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Otsu过程: 
1. 计算图像直方图; 
2. 设定一阈值,把直方图强度大于阈值的像素分成一组,把小于阈值的像素分成另外一组; 
3. 分别计算两组内的偏移数,并把偏移数相加; 
4. 把0~255依照顺序多为阈值,重复1-3的步骤,直到得到最小偏移数,其所对应的值即为结果阈值。

opencv-python-学习笔记十(图像阈值)

原文:https://www.cnblogs.com/blog-xyy/p/11246627.html

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