[发明专利]一种基于区域方差权重的阈值分割方法及系统

说明书

本发明涉及一种基于区域方差权重的阈值分割方法及系统，该方法先利用改进的Otsu阈值分割算法求得第一阈值Th1，基于第一阈值Th1将图像分割成背景区和目标区，并计算分割的两区域的方差；再利用最大熵阈值分割算法求得第二阈值Th2，基于第二阈值Th2将图像分割成背景区和目标区，并计算分割的两区域的方差；然后引入权重系数来权衡四个方差所占比重的大小，通过权重系数自适应地调节两个阈值的大小，从而得到准确的分割阈值Th，并基于分割阈值Th将图像分割成背景区和目标区。该方法及系统有利于在不丢失图像纹理细节的同时，准确地将图像分割成目标区和背景区。

技术领域

本发明属于图像处理技术领域，具体涉及一种基于区域方差权重的阈值分割方法及系统。

背景技术

电润湿显示器是一种依赖环境光显示的新型反射式显示器，具有低功耗、无辐射、响应速度快，易于彩色化等优点，在电子纸工业中具有广阔的应用前景。然而在实际应用中，电润湿电子纸存在着油墨回流、油膜破裂、电荷捕获、接触角迟滞等问题，电润湿电子纸显示图像时就会出现图像细节纹理不清晰、图像失真、对比度不高等问题，影响电润湿电子纸显示。而提高图像对比度常用的方法是直方图均衡，但这种方法会造成图像出现过增强和欠增强的情况。为了避免直方图均衡算法中高概率灰度对低概率灰度的影响，需将图像直方图分割成目标区和背景区两个区域进行单独地增强处理，如何准确地将图像分割成背景区和目标区是后续增强算法实现高对比度图像输出的关键所在。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于区域方差权重的阈值分割方法及系统，该方法及系统有利于在不丢失图像纹理细节的同时，准确地将图像分割成目标区和背景区。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于区域方差权重的阈值分割方法，先利用改进的Otsu阈值分割算法求得第一阈值Th1，基于第一阈值Th1将图像分割成背景区和目标区，并计算分割的两区域的方差和再利用最大熵阈值分割算法求得第二阈值Th2，基于第二阈值Th2将图像分割成背景区和目标区，并计算分割的两区域的方差和然后引入权重系数δ来权衡四个方差所占比重的大小，通过权重系数自适应地调节第一阈值Th1和第二阈值Th2的大小，从而得到准确的分割阈值Th，并基于分割阈值Th将图像分割成背景区和目标区。

进一步地，所述改进的Otsu阈值分割算法在Otsu阈值分割算法的基础上引入像素内聚性，即如果两个像素值越接近，则像素之间的内聚性就越好，以在分割图像时更好地识别图像细节。

进一步地，Otsu阈值分割算法的计算公式为：

σ_B²(t)＝P₀(t)P₁(t)(μ₀(t)-μ₁(t))²

其中，P₀(t)和P₁(t)分别为背景区、目标区内像素个数占总像素个数的比例，μ₀(t)和μ₁(t)分别为背景区、目标区的像素均值，L表示输入图像总的灰度级数，T为σ_B²(t)取得最大值时，求得的分割阈值；

在Otsu阈值分割算法的基础上，引入像素内聚性，得到改进的Otsu阈值分割算法的计算公式为：

其中，和分别表示背景区、目标区的像素内聚性，P(i)为灰度级i出现的概率。

进一步地，所述最大熵阈值分割算法为将阈值范围下限设置为像素均值的最大熵阈值分割算法，其计算公式为：