图像的二值化处理

第１３卷第】期广西工学院学报Ｖｏｌ１３Ｎｏ２ｎ０２年３月ＪｏＵＲＮＡＩ．（）ＦＧＵＡＮＧＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹｏＦＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹＭａｒ．２００２文章编号１０（）４—６４１ｏ（２㈤２）０１一㈨３２一０２

图像的二值化处理

张雅兰

（广西工学院计算机系．广西柳州５４５００６）

摘要：在某些情况下＋整体阈值选取方法（即根据整幅图像确定一个阈值）不宜采用，而应代之以局部闻值选

取方法．本文采用局部区域自动阈值选择的方法，解决了显微细胞图像分割困难的问题。

关键词：阈值；细胞；二值化

中围分类号；ＴＮ９４ｌｌ文献标识码；Ａ

Ｏ引言

人们为了研究问题的需要，希望只留下物体轮廓，而把所有背景灰度层次全部抹去，这就是图像处理关键技术之一的图像分割Ⅲ。在通常的情况下，显微细胞图像目标比例小，背景复杂．有许多干扰和噪声，而不同聚面上目标灰度又不一致，若是非染色细胞图像．其反衬度更小．因而对显微细胞图像的分割是十分复杂和困难的“ｏ。一般采取的方法为阈值分割法，边界检测法和区域生长法。边界检测法与阈值法比较，其缺点是计算量大，内存需用量也较大。区域生长法与阈值法比较，存在较严重的弱点为计算复杂，内存需用量大等等，从而使它在实际应用上受到了相当的限制，至今还很少用于细胞图像的分割。阈值分割法因其简单、性能较稳定而成为图像分割中的最基本技术”ｊ，同样也可以用于细胞图像处理。它对细胞图像的分割简单．有效，可大量压缩数据，减小存储容量，并可简化其后的分析方法和处理步骤。鉴于细胞图像的非均匀性，还有细胞轮廓与背景之间的灰度混迭，所以不可能在整幅细胞图像中选择一个非常合适的阈值来进行二值化处理，而必须在各个局部区域设立不同的阈值分别进行处理，最后连接成整幅图像，才能获得比较满意的效果。曾经有人采用分区二值化的方法“ｏ，其原理是：将图像分成几个区域，每一区域内设一阈值丁。，则：

，“、——』ｆ１Ｌ（ｊ，ｊ）≥了１。（ｉ，Ｊ）…

“”¨７一］ｏ／ｊ（ｉ．７）＜丁。（ｉ，ｊ）…

Ｌ

并且强调在分区二值化时，应将细胞与大部分背景分在不同的区域，这样在取阈值时可以将背景区的阈值适当提高，有利于抑制噪声，而对于细胞所在的区域，适当降低阈值，以细胞边缘不出现破损为好。这种做法，只能针对某一幅图，而且效果并不理想。本文采用的方法是在局部区域内选择阐值，这些阈值可以根据图像的自身要求进行自动选择，用此方法来解决细胞图像二值化困难的问题。

ｌ图像二值化处理过程

１）首先把整幅图像划分为ｎ×ｎ个不同的区域（窗口），对每个区域分别用以下两个水平和垂直的算子

［一ｌｏ１］．［一１ｏ１］７

第１期张雅兰：图像的二值化处理３３去对区域内的每一个像素进行计算，并取二者中绝对值最大值（Ｄ）作为这一像素的输出，把这个区域内所有像素点的输出累加起来作为这一区域的特征以，即：

Ｈ１月Ｉ

ｎ一∑∑Ｄ（ｚ，ｙ）

一个的新图像／”（ｉ，ｊ），实际上这个图像是由”×”个特征乱组成的矩阵。（２）寻找每一个区域的文．并把每一个区域看成一个像素，把相应的以看成这一像素的灰度值，则假设得到

用下面将要讲述的自动阈值选择的方法计算新图像，”（ｒ，Ｊ）的阈值女。，把新图像，＾（ｉ，Ｊ）中每一像素的灰度与阈值＾’作比较，必然存在两种可能：

（“）如果新图像中某一像素点的灰度（实际上就是上述区域的文）大于等于阈值＾‘，那么这一像素点所对应的区域就可以通过自动确定其阈值的方法直接进行二值化处理，处理过程如下（２）所述。

（６）如果新图像中某一像素点的灰度小于阈值＾。，那么就表示这一像素点所对应的区域仅仅是包含‘背景’，这时可以把这一区域像素值全部赋为白色。

【２）自动阈值的选择。如果图像的灰度范围为１到Ｌ，首先要把图像的全部像素分为两大组：即灰度范围是（１，２，……．＾）的～组和灰度范围为（女＋１，＾＋２．……，Ｌ）的一组，这两组的概率分别如下：

＾｝

ｕ。一∑等一∑ｐ。一ｍ（＾）

』＝１一

』，一ｌ』（３）

（４）ｍ。一∑斋一∑Ａ—ｌ一“（＾）

啊～灰度为ｒ的像素数；Ｎ——整个图像的像素数；Ａ——灰度ｊ出现的频率；埘（矗）——灰度ｉ出现的频率的总和。

整幅图像总的平均灰度为：

＾

户Ｔ＝Ｐ（了、）一２二ｆ户。

’（ｊ）

ｆ＝１

两大组之间的方差为：

矿（点）＝甜ｏ（户。一户７）２＋甜ｌ（户１一户］）２（６）

这里ｔ∥ｕ和肫分别是两大组各自的平均灰度。当灰度女从１增加到Ｌ时。计算每一个。。（¨，找出使口２（女）达到最大值时的Ｅ值，这一灰度就是我们要寻找的阈值。

２实验结果

如下（ａ）图为原图，经过以上两步的处理后，图像就由灰度图像变为黑白二值化图像了，而且效果较理想。二值化处理出来的图像如图（ｂ）所示。

一

ａ原图ｂ二值化处理（下转第５ｊ页）

第１期陈子成：计算机检索ＭｃＡＴ课件的实现

［参考文献］

［１］余勤．文献检索教育与ＭｃＡＩ［阳．现代图书情报技术，２００ｌ，（３）：７１—７３・

［２］刘小峰．Ｄｉｒｅｃｔｏｒ８和Ｉｉｎｇｏ程序设计［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０００・

［３］黄晓斌利用因特网辅助文献课教学的实践与体会Ｄ］．大学图书馆学报，２００（），（４）：６８—７０

ＴｈｅｒｅａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＭＣＡＩｃｏｕｒｓｅｗａｒｅｏｆｔｈｅｃｏｎｌｐｕｔｅｒｒｅｔｒｉｅｖａｌ

ＣＨＥＮＺｉ—ｃｈｅｎｇ

（Ｉ。ｉｂｒａｒｙ，ＧｕａｎｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉ‘ｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１，ｉｕｚｈｏｕ５４５００６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅｔｒｉｃＶａｌＭＣＡＩｃｏｕｒｓｃｗａｒｅａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｍａｋｌｎｇ，ｅｄ…ｎｇａｎｄｃｏｍｐｏｓｉ“ｇ”ａｒｉ。ｕｓｍｕｌｔｉ—ｍｅｄｉａｍａｔｅ“ａｌｓｂｙ

ＫｅｙＤｌｒｅｃｔｏｒ８ａｎｄＩ—ｉ“ｇ。ｐｒ。ｇｒａｍ．ｗｏｒｄｓ：Ｄｉｒｅｃｔｏ‘；ＭＣＡＩ；ｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅｔｒｉｅｖａｌ；ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｔｅｘｔｂｏｏｋ

（上接第３３页）

［参考文献］

［１］胡艳军，汪炳权

［２］李埔华，胡匡枯罗斌．ＣＴ灰度图象的熵门限自动分割［Ｊ］．生物医学工程学杂志，１９９３．１０（１）：６６～７ｌ细胞显徽圈像灰度梯度双闻值的快速分割［Ｊ］．模式识别与人工智能，１９９５．１２（４）：３５７～３６２

图像处理中闷值选取方法３０年（１９６２—１９９２）的进展［Ｊ］数据采集与处理．１９９３．９（３）：１９３～２０ｌ

细胞低温显微图像的计算机处理及定量分析［Ｊ］．生物医学工程学杂志．１９９ｌ，８（１）：６７～７０［３］吴一全．朱兆达［４］陈蔚，龚一鸣

ＢｉｎａｒｉｚａｔｉＯｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｉｍａｇｅｓ

ＺＨＡＮＧＹａ—ｌａ“

（Ｄｅｐｔ．ｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＥ“ｇｉｎｅｅｒｉ“ｇ，Ｇｕａ“ｇｘｉＵｎｉｖｅｒｓ｜ｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉ抽ｚｈｏｕ５４５００６，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｌｎ

ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇａｃｅｒｔａｉｎｃａｓｅｓ，ｉｔｉｓｎｏｔｆｅａｓｉｂｌｅｔｏａｕｓｅｔｈｅｓｅＩｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｇｌｏｂａｌｔｈｒｅｓｌｌｏｌｄ（Ｉ．ｅ．ｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈ

Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｎｃｏｍｐｌｅｔｅｉｍ８９ｅ），ａｓｅｌｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｔｈｅｌｏｃａｌＩｈｒｅｓｈｏｌｄａｕｔｏｍａｔｉｃｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｒｅｓｈｏｌｄｉｎｌｏｃａＩａｒｅａｓｈｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｉｎｓＩｅａｄ．ｉｓｕｓｅｄ，ｗｈｉｃｈ

ｓｏｌｖｅｓｔｈｅｄｉｆｆｉｃｕｌｔｐｒｏｂｌｅｍｏｆｓｅｇｍｅｎｔａｔｉ“ｇｍｉｃｒｏｃｅｌｌｉｍ８９ｅｓ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｒｅｓｈ０１ｄ；ｃｅｌｌ；ｂｉｎａｒｉｚａｔｉｏｎ

图像的二值化处理

作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：

被引用次数：张雅兰广西工学院计算机系,广西,柳州,545006广西工学院学报JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY2002,13(1)14次

参考文献(4条)

1. 胡艳军. 汪炳权. 罗斌 CT灰度图象的熵门限自动分割 1993(01)

2. 李翊华. 胡匡祜 细胞显微图像灰度梯度双阈值的快速分割 1995(04)

3. 吴一全. 朱兆达 图像处理中阈值选取方法30年(1962-1992)的进展 1993(03)

4. 陈蔚. 龚一鸣 细胞低温显微图像的计算机处理及定量分析 1991(01)

引证文献(14条)

1. 贺继德. 刘波峰. 符聪. 张劲松. 周大禹. 肖湘 基于多尺度小波变换的x射线图像去噪[期刊论文]-微计算机信息2009(6)

2. 张伟. 覃光焱 基于VB.NET技术的清水混凝土外观质量评定[期刊论文]-山西建筑 2008(33)

3. 王学玲. 王国宇. 綦占堂 基于元胞自动机的毫米波图像边缘检测[期刊论文]-微计算机信息 2007(24)

4. 谢正祥. 刘玉红. 王志芳. 王颖. 李虹. 吴少波 图像的带参数二值化方法[期刊论文]-中国医学物理学杂志 2007(2)

5. 马驰. 张红云. 苗夺谦. 张学东 改进的多阈值动态二值化算法[期刊论文]-计算机工程 2006(6)

6. 朱佳娜. 徐晓秋. 王燕军 基于图像处理的孔系坐标的非接触测量系统研究[期刊论文]-电气自动化 2006(3)

7. 刘智娟 光栅投影三维物体重建及图像压缩[学位论文]硕士 2006

8. 刘智娟. 刘智. 罗代升 光栅投影三维物体重建中的二值化方法研究[期刊论文]-四川大学学报（自然科学版）2005(5)

9. 王大志. 黄劼. 徐树英 采用灰度直方图的孔型识别和二值化阈值自动匹配[期刊论文]-兵工自动化 2005(2)

10. 崔海霞 基于多分辨率的图像插值技术[学位论文]硕士 2005

11. 吴强辉 尿沉渣镜检图像分析系统的研究[学位论文]硕士 2005

12. 高晓丽. 侯蓝田 激光雕刻中图像处理的二值化处理[期刊论文]-激光杂志 2004(4)

13. 黄劼 曲面孔位机器视觉测量系统研究[学位论文]博士 2004

14. 朱永权 档案管理数字化系统的研究[学位论文]硕士 2003

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gxgxyxb200201009.aspx