用OpenCV實現Otsu演算法

最近在學習影象分割反面的知識，在岡薩雷斯的那本書上看到otsu演算法，身邊的同學都是用matlab來實現這個演算法。我覺得matlab寫得話，但是**的效率應該不會高。於是又惡補了一些opencv的一些基本知識，然後看了augusdi的部落格，分析了一下他的**並附上，第二份**是來自某一位大牛的**，寫得更加易懂。

otsu法（最大類間方差法，有時也稱之為大津演算法）使用的是聚類的思想，把影象的灰度數按灰度級分成2個部分，使得兩個部分之間的灰度值差異最大，每個部分之間的灰度差異最小，通過方差的計算來尋找乙個合適的灰度級別來劃分。所以可以在二值化的時候採用otsu演算法來自動選取閾值進行二值化。otsu演算法被認為是影象分割中閾值選取的最佳演算法，計算簡單，不受影象亮度和對比度的影響。因此,使類間方差最大的分割意味著錯分概率最小。

設t為設定的閾值。 w0

：分開後前景畫素點數占影象的比例 u0

：分開後前景畫素點的平均灰度 w1

：分開後被景畫素點數占影象的比例 u1

：分開後被景畫素點的平均灰度 u=

w0∗u

0+w1

∗u1 :影象總平均灰度

從l個灰度級遍歷t，使得t為某個值的時候，前景和背景的方差最大，則這個 t 值便是我們要求得的閾值。其中，方差的計算公式如下： g=

wo∗(

u0−u

)∗(u

0−u)

+w1∗

(u1−

u)∗(

u1−u

) 此公式計算量較大，可以採用： g=

w0∗w

1∗(u

0−u1

)∗(u

0−u1

) 由於otsu演算法是對影象的灰度級進行聚類，so 在執行otsu演算法之前，需要計算該影象的灰度直方圖。

第乙份**：來自augusdi

#include
#include
#include
int otsu(iplimage* src);
int main()
int otsu(iplimage* src)
;    for (int m = 0; m < height; m++)
}int threshold;
long sum0 = 0, sum1 = 0; //儲存前景的灰度總和和背景灰度總和  
long cnt0 = 0, cnt1 = 0; //前景的總個數和背景的總個數  
double w0 = 0, w1 = 0; //前景和背景所佔整幅影象的比例  
double u0 = 0, u1 = 0;  //前景和背景的平均灰度  
double variance = 0; //最大類間方差  
int i, j;
double u = 0;
double maxvariance = 0;
for (i = 1; i < 256; i++) //一次遍歷每個畫素  
u0 = (double)sum0 / cnt0;
w0 = (double)cnt0 / size;
for (j = i; j <= 255; j++)
u1 = (double)sum1 / cnt1;
w1 = 1 - w0; // (double)cnt1 / size;  
u = u0 * w0 + u1 * w1; //影象的平均灰度  
printf("u = %f\n", u);
//variance =  w0 * pow((u0 - u), 2) + w1 * pow((u1 - u), 2);  
variance = w0 * w1 *  (u0 - u1) * (u0 - u1);
if (variance > maxvariance)
}printf("threshold = %d\n", threshold);
return threshold;
}

第二份**：

#include 
#include 
int otsu(iplimage *image)
//統計灰度級中每個畫素在整幅影象中的個數
for (i = y; i < height; i++)
}//計算每個畫素在整幅影象中的比例
for (i = 0; i < 256; i++)
//經典ostu演算法,得到前景和背景的分割
//遍歷灰度級[0,255],計算出方差最大的灰度值,為最佳閾值
float w0, w1, u0tmp, u1tmp, u0, u1, u, deltatmp, deltamax = 0;
for (i = 0; i < 256; i++)
else
//前景部分
}u0 = u0tmp / w0;        //第一類的平均灰度
u1 = u1tmp / w1;        //第二類的平均灰度
u = u0tmp + u1tmp;      //整幅影象的平均灰度
//計算類間方差
deltatmp = w0 * (u0 - u)*(u0 - u) + w1 * (u1 - u)*(u1 - u);
//找出最大類間方差以及對應的閾值
if (deltatmp > deltamax)
}//返回最佳閾值;
return threshold;
}int main(int argc, char* argv)

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