區域性二值化 Sauvola二值化演算法

2021-10-19 01:52:28 字數 2967 閱讀 6748

借鑑:

原理:分塊處理,根據當前塊內的均值,方差等資訊得出區域性閾值;但擔心有突變,分塊不好怎麼辦呢?

sauvola是一種考慮區域性均值亮度的影象二值化方法, 以區域性均值為基準在根據標準差做些微調.演算法實現上一般用積分圖方法來實現的.

步驟1 計算區域畫素積分和和積分平方和

步驟2 計算標準差,標準差的計算方法為: std=sqrt((sqdiff-diff*diff/area)/(area-1))

步驟3 sauvola二值化演算法的閾值為t = mean*(1 + k*((std / 128) - 1)).

python**如下:

def integral(img):

'''計算影象的積分和平方積分

:param img:mat--- 輸入待處理影象

:return:integral_sum, integral_sqrt_sum:mat--- 積分圖和平方積分圖

'''integral_sum=np.zeros((img.shape[0],img.shape[1]),dtype=np.int32)

integral_sqrt_sum=np.zeros((img.shape[0],img.shape[1]),dtype=np.int32)

rows,cols=img.shape

for r in range(rows):

sum=0

sqrt_sum=0

for c in range(cols):

sum+=img[r][c]

sqrt_sum+=math.sqrt(img[r][c])

if r==0:

integral_sum[r][c]=sum

integral_sqrt_sum[r][c]=sqrt_sum

else:

integral_sum[r][c]=sum+integral_sum[r-1][c]

integral_sqrt_sum[r][c]=sqrt_sum+integral_sqrt_sum[r-1][c]

return integral_sum, integral_sqrt_sum

def sauvola(img,k=0.1,kernerl=(31,31)):

'''sauvola閾值法。

根據當前畫素點鄰域內的灰度均值與標準方差來動態計算該畫素點的閾值

:param img:mat--- 輸入待處理影象

:param k:float---修正引數,一般0>1#計算領域類半徑的一半

for row in range(rows):

print('第{}行處理中...'.format(row))

for col in range(cols):

xmin=max(0,row-whalf)

ymin=max(0,col-whalf)

xmax=min(rows-1,row+whalf)

ymax=min(cols-1,col+whalf)

area=(xmax-xmin+1)*(ymax-ymin+1)

if area<=0:

sys.exit(1)

if xmin==0 and ymin==0:

diff[row,col]=integral_sum[xmax,ymax]

sqrt_diff[row,col]=integral_sqrt_sum[xmax,ymax]

elif xmin>0 and ymin==0:

diff[row, col] = integral_sum[xmax, ymax]-integral_sum[xmin-1,ymax]

sqrt_diff[row, col] = integral_sqrt_sum[xmax, ymax]-integral_sqrt_sum[xmin-1, ymax]

elif xmin==0 and ymin>0:

diff[row, col] = integral_sum[xmax, ymax] - integral_sum[xmax, ymax-1]

sqrt_diff[row, col] = integral_sqrt_sum[xmax, ymax] - integral_sqrt_sum[xmax, ymax-1]

else:

diagsum=integral_sum[xmax, ymax]+integral_sum[xmin-1, ymin-1]

idiagsum=integral_sum[xmax, ymin-1]+integral_sum[xmin-1, ymax]

diff[row,col]=diagsum-idiagsum

sqdiagsum=integral_sqrt_sum[xmax, ymax]+integral_sqrt_sum[xmin-1, ymin-1]

sqidiagsum=integral_sqrt_sum[xmax, ymin-1]+integral_sqrt_sum[xmin-1, ymax]

sqrt_diff[row,col]=sqdiagsum-sqidiagsum

mean[row,col]=diff[row, col]/area

std[row,col]=math.sqrt((sqrt_diff[row,col]-math.sqrt(diff[row,col])/area)/(area-1))

threshold[row,col]=mean[row,col]*(1+k*((std[row,col]/128)-1))

if img[row,col]img[row,col]=0

else:

img[row,col]=255

return img

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