[发明专利]基于目标灰度倾向加权的Otsu目标检测方法

说明书

本发明涉及一种基于目标灰度倾向加权的Otsu目标检测法，包括以下步骤：步骤S1:对待测图像进行灰度化处理，获得待测图像的灰度直方图；步骤S2:根据得到的待测图像的灰度直方图，确定期望阈值；步骤S3:根据期望阈值，计算前景和背景像素点出现概率及其灰度均值；步骤S4:根据期望阈值选择要更改的灰度倾向系数，若期望阈值更接近高灰度区域就选择高倾向度系数α，反之若更接近低灰度区域就选择低倾向度系数β；步骤S5:采用改进的Otsu类间方差公式进行梯度谷值加权，获得使方差最大的阈值，实现目标与背景的分离。本发明当目标与背景的对比度很低时，能够更准确地剥离目标与背景图像。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，具体涉及一种基于目标灰度倾向加权的Otsu目标检测法。

背景技术

近些年，电润湿这种新型的显示技术开始崭露头角，它是一种电子纸显示器，具有响应速度快、造价低，能量损耗小等优点，有望引领潮流，成为下一代主流显示器。像素开口率是描述油墨运动规律的重要指标之一，能够一定程度上反映电润湿的显示性能，对于电润湿显示技术的研究具有重要意义。计算像素开口率则需要将电润湿图像的油墨从背景中分割出来，自动阈值技术是图像分割常用的技术。

Otsu是常用的全局阈值方法，但是Otsu法在目标和图像背景的大小相差很大时，该方法容易失败。谷强调(VE)法用目标函数中的谷点信息进行谷点强调，但对于目标与背景方差差距很大的图像，则不能成功地分割。对此，邻域谷强调(NVE)法则利用谷点的邻域信息进一步提高分割质量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于目标灰度倾向加权的 Otsu目标检测法，当目标与背景的对比度很低时，能够更准确地剥离目标与背景图像；

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于目标灰度倾向加权的Otsu目标检测法，包括以下步骤：

步骤S1:对待测图像进行灰度化处理，获得待测图像的灰度直方图；

步骤S2:根据得到的待测图像的灰度直方图，确定期望阈值；

步骤S3:根据期望阈值，计算前景和背景像素点出现概率及其灰度均值；

步骤S4:根据期望阈值选择要更改的灰度倾向系数，若期望阈值更接近高灰度区域就选择高倾向度系数α，反之若更接近低灰度区域就选择低倾向度系数β；

步骤S5:采用改进的Otsu类间方差公式进行梯度谷值加权，获得使方差最大的阈值，实现目标与背景的分离。

进一步的，所述步骤S2具体为：根据得到的待测图像的灰度直方图确定期望阈值位置，若是单峰直方图则期望阈值紧靠在在峰的右侧，若是双峰直方图则期望阈值应紧靠在第二个峰的左侧。

所述前景和背景像素点出现概率的计算公式为：

式中t表示某个像素点的灰度值，灰度t将图像分成灰度值为 [0,t-1]的前景L₁和灰度值为[t,L-1]的背景L₂，L为图像的灰阶数；所述p(i)表示灰度值为i的像素点出现的概率，公式为：

式中n(i)表示灰度值为i的像素个数，N表示图像有N个像素。

进一步的，所述前景和背景像素点灰度均值的计算公式为：

进一步的，所述所述灰度偏向的确定依据为传统Otsu法确定的图像分割阈值T_Otsu与理想阈值T_Ideal的灰度偏差Δt，计算公式为：