[发明专利]图像二值化分割方法

权利要求书

1.一种图像二值化分割方法，包括如下步骤：

S1.获取目标图像；

S2.将目标图像分割为若干张子图像；具体为采用如下步骤进行分割：

A.对于大小为M×N的目标图像，设定初始的窗口尺寸为num₁；

B.以num₁×num₁作为正方形窗口，将M×N的目标图像划分为若干子图像；

C.将步骤B中未划入num₁×num₁正方形窗口的像素点划入若干矩形窗口的子图像，从而将M×N的目标图像中的所有像素点均划分至各子图像中；具体包括如下三种矩形窗口：

第一矩形窗口：num₁×num₁'；

第二矩形窗口：num₁×num₁”；

第三矩形窗口：num₁'×num₁”；

其中且为向下取整符号；

S3.计算步骤S2得到的各子图像的均值、方差和灰度值；

S4.根据步骤S3得到的各子图像的均值和方差计算二值化分割的最佳阈值；具体为采用Otsu算法计算最佳阈值；

S5.将步骤S3得到的各子图像的灰度值与步骤S4得到的最佳阈值进行比较：将灰度值大于或等于最佳阈值的子图像中的所有像素点均标记为目标图像，同时将灰度值小于最佳阈值的子图像中的所有像素点均标记为背景图像；

S6.重复步骤S2～S5共(MCS-1)次，计算目标图像中各个像素点被标记为目标图像的概率或各个像素点被标记为背景图像的概率；具体为采用如下步骤进行重复：

(1)对于第i次重复，重新设置窗口尺寸为num_i，num_i为小于M且小于N的自然数，且num_i与之前的num₁，num₂，...，num_i-1均不相等，并计算窗口尺寸num_i'和num_i”；i为大于1的自然数；

(2)根据步骤(1)设置的窗口尺寸，将大小为M×N的目标图像划分为若干子图像；

(3)计算步骤(2)得到的各子图像的均值、方差和灰度值；

(4)根据步骤(3)得到的各子图像的均值和方差计算二值化分割的最佳阈值；

(5)将步骤(3)得到的各子图像的灰度值与步骤(4)得到的最佳阈值进行比较：将灰度值大于或等于最佳阈值的子图像中的所有像素点均标记为目标图像，同时将灰度值小于最佳阈值的子图像中的所有像素点均标记为背景图像；

采用如下算式进行概率计算：

式中P_k为第k个像素点被标记为目标图像的概率或被标记为背景图像的概率；MCS为重复的次数；P_pk为第k个像素点在MCS次重复的过程中被标记为目标图像的次数或在MCS次重复的过程中被标记为背景图像的次数；

S7.将步骤S6得到的各个像素点被标记为目标图像的概率或各个像素点被标记为背景图像的概率与事先设定的门限值进行对比，从而将目标图像中的各个像素点标记为目标图像或背景图像，从而完成目标图像的二值化分割。

2.根据权利要求1所述的图像二值化分割方法，其特征在于步骤S7所述的将目标图像中的各个像素点标记为目标图像或背景图像，具体为采用如下规则进行标记：若第k个像素点被标记为目标图像的概率大于事先设定的门限阈值，则将该像素点标记为目标图像，否则将该像素点标记为背景图像。