4.2 圖像閾值分割概述

閾值分割是一種有效且簡(jiǎn)單的基于區(qū)域的圖像分割方法，其目的是將圖像中的像素集合依據(jù)灰度級(jí)劃分，從而得到擁有同等性質(zhì)的每個(gè)區(qū)域以及具有相同性質(zhì)的鄰接區(qū)域，且每個(gè)區(qū)域都與實(shí)際景物對(duì)應(yīng)一致。閾值分割方法的基本思想是依據(jù)圖像中要分割的目標(biāo)、背景的不同灰度特征，通過(guò)取一個(gè)最佳閾值，將圖像中像素點(diǎn)隸屬于目標(biāo)還是背景劃分出來(lái)，從而將圖像劃分為兩類(lèi)區(qū)域的組合而完成圖像分割的目的。

閾值分割法的基本原理是，設(shè)置有差別的特征閾值，對(duì)要分割圖像的所有像素點(diǎn)實(shí)現(xiàn)分類(lèi)，即利用確定的閾值和待分割圖像的像素點(diǎn)的灰度值進(jìn)行比較，并根據(jù)對(duì)比結(jié)果將圖像像素分為目標(biāo)和背景這兩類(lèi)像素點(diǎn)的集合。假設(shè)原始圖像為g（x，y），接著遵循一定的準(zhǔn)則確定出待分割圖像的閾值T；根據(jù)此閾值將小于閾值T的像素點(diǎn)的值設(shè)為I₁，將大于或等于閾值T的像素點(diǎn)設(shè)為I₂，此時(shí)初始圖像g（x，y）就被分割為兩部分，其分割結(jié)果為f（x，y），且圖像f（x，y）的表達(dá)式如下：

從閾值分割的表達(dá)式中可以看出，如何確定出最佳閾值是整個(gè)閾值法的關(guān)鍵，也是該方法的難點(diǎn)所在。實(shí)際中，圖像中的像素往往要被分為幾類(lèi)，因此一個(gè)單一的閾值是不夠的，需要多個(gè)閾值對(duì)圖像中的像素點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)操作。因而單閾值算法是多閾值算法的一種特例，多閾值算法又是單閾值算法的進(jìn)一步發(fā)展。圖像閾值分割的框圖如圖4-1所示。

圖4-1 圖像閾值分割框圖

圖像閾值分割的步驟分為兩步：首先，確定待分割圖像的閾值T；其次，將待分割圖像的閾值T分別與待分割圖像的所有像素的灰度級(jí)進(jìn)行比較，從而最終得到劃分了區(qū)域的圖像，即分割后的圖像。