图像的阈值分割

本文介绍了如何使用C++和OpenCV库对图像进行阈值分割,特别地,通过创建滑动条动态调整阈值,便于找到合适的分割条件。代码中提供了四种不同的分割模式,并展示了相应的结果图像。

使用C++、opencv对图像进行简单的阈值分割

对图像进行颜色的阈值分割,往往不知道阈值设置为多少合适,需要不断测试,针对此问题,设置了阈值的滑动条,从而可以通过滑动滑动条快速找到阈值。

最常见的阈值分割即为R、G、B的阈值分割,即判断像素点的R、G、B值是否大于或小于某一阈值,满足条件的点就保留或删除。

本代码阈值分割的算法是直接按行按列依次遍历图像每个像素点,判断像素点的值是否满足分割条件,满足即将该点设置为黑色来达到分割的效果。代码为阈值、 R、G、B、和模式都设置了滑动条,其中模式有4种:

0----RGB        R、G、B值大于阈值的点设为黑色
1----|G-R|        G-R值的绝对值小于threshod_value的点设为黑色
2----|2G-R-B|        2G-R-B值的绝对值大于threshod_value的点设为黑色
3----G/R        G/R值小于threshod_value的点设为黑色


创建滑动条的API:

int createTrackbar(const string& trackbarname, const string& winname, int* value, int count, TrackbarCallback onChange=0,                                    void* userdata=0)

### 原理 图像阈值分割是一种基于像素值的图像分割技术,核心思想是通过设定一个或多个阈值,将图像中的像素划分为前景(目标区域)和背景(非目标区域),从而实现对图像中特定区域的提取。此技术关键在于寻找适当的灰度阈值,通常根据图像的灰度直方图来选取,用一个或几个阈值将图像的灰度级分为几个部分,认为属于同一个部分的像素是同一个物体 [^2][^3]。 ### 方法 - **直方图阈值法**:以研究沥青混合料的集料特征为背景,是图像阈值分割常用的方法之一,属于基于阈值的分割方法,利用灰度差异分离目标与背景 [^1][^4]。 - **迭代法**:同样用于图像阈值分割,在以研究沥青混合料的集料特征为实验背景中有所应用 [^1]。 - **大津法(Otsu 法)**:也是常用的图像阈值分割算法,该方法通过计算类间方差最大来确定最佳阈值,在图像阈值分割实验中被分析比较 [^1]。 - **全局阈值分割**:利用灰度差异分离目标与背景,用一个固定的阈值对整幅图像进行分割 [^4]。 ### 应用 - **医学影像**:用于器官/病变区域分割,如 MRI、CT 图像中病变区域的识别 [^4]。 - **工业检测**:可实现工件缺陷定位,检测工件表面是否存在缺陷 [^4]。 - **自动驾驶**:能进行道路与障碍物识别,帮助车辆识别行驶道路和周围障碍物 [^4]。 - **研究领域**:在研究沥青混合料的集料特征时,用于对相关图像进行阈值分割处理 [^1]。 ### 实现代码示例(Python + OpenCV 实现全局阈值分割) ```python import cv2 import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 读取图像 image = cv2.imread('example.jpg', 0) # 全局阈值分割 _, binary_image = cv2.threshold(image, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY) # 显示原图和分割后的图像 plt.subplot(121), plt.imshow(image, cmap='gray') plt.title('Original Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([]) plt.subplot(122), plt.imshow(binary_image, cmap='gray') plt.title('Thresholded Image'), plt.xticks([]), plt.yticks([]) plt.show() ```
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