图像阈值_有cv2.threshold，cv2.adaptiveThreshold 等。

Posted 2020-11-26 leoych

1.简单阈值

使用的函数：cv2.threshold (src, thresh, maxval, type)

注释：

与名字一样，这种方法非常简单。但像素值高于阈值时，我们给这个像素赋予一个新值（可能是白色），否则我们给它赋予另外一种颜色（也许是黑色）。这个函数就是cv2.threshhold()。这个函数的第一个参数就是原图像，原图像应该是灰度图。第二个参数就是用来对像素值进行分类的阈值。第三个参数就是当像素值高于（有时是小于）阈值时应该被赋予的新的像素值。OpenCV提供了多种不同的阈值方法，这是有第四个参数来决定的。这些方法包括：
• cv2.THRESH_BINARY
• cv2.THRESH_BINARY_INV
• cv2.THRESH_TRUNC
• cv2.THRESH_TOZERO
• cv2.THRESH_TOZERO_INV

 

 

 代码：

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread(‘test.jpg‘,0)
ret,thresh1 = cv2.threshold(img,127, 255, cv2.THRESH_BINARY)
ret,thresh2 = cv2.threshold(img,127, 255, cv2.THRESH_BINARY_INV)
ret,thresh3 = cv2.threshold(img,127, 255, cv2.THRESH_TRUNC)
ret,thresh4 = cv2.threshold(img,127, 255, cv2.THRESH_TOZERO)
ret,thresh5 = cv2.threshold(img,127, 255, cv2.THRESH_TOZERO_INV)

titles = [‘Original Image‘, ‘BINARY‘, ‘BINARY_INV‘, ‘TRUNC‘, ‘TOZERO‘, ‘TOZERO_INV‘]
images = [img, thresh1, thresh2, thresh3, thresh4, thresh5]

for i in range(6):
    plt.subplot(2, 3, i+1), plt.imshow(images[i], ‘gray‘)
    plt.title(titles[i])
    plt.xticks([]), plt.yticks([])
plt.show()

运行结果如下图所示：

2.自适应阈值

使用的函数：dst = cv2.adaptiveThreshold(src, maxval, thresh_type, type, Block Size, C)

注释：

在前面的部分我们使用是全局阈值，整幅图像采用同一个数作为阈值。当时这种方法并不适应与所有情况，尤其是当同一幅图像上的不同部分的具有不同亮度时。这种情况下我们需要采用自适应阈值。此时的阈值是根据图像上的每一个小区域计算与其对应的阈值。因此在同一幅图像上的不同区域采用的是不同的阈值，从而使我们能在亮度不同的情况下得到更好的结果。这种方法需要我们指定三个参数，返回值只有一个。
• Adaptive Method- 指定计算阈值的方法。
– cv2.ADPTIVE_THRESH_MEAN_C：阈值取自相邻区域的平
均值
– cv2.ADPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C：阈值取值相邻区域
的加权和，权重为一个高斯窗口。
• Block Size - 邻域大小（用来计算阈值的区域大小）。
• C - 这就是是一个常数，阈值就等于的平均值或者加权平均值减去这个常
数。

代码：

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread(‘test.jpg‘, 0)
#中值滤波
img = cv2.medianBlur(img, 5)

ret, th1 = cv2.threshold(img, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY)

th2 = cv2.adaptiveThreshold(img, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)

th3 = cv2.adaptiveThreshold(img, 255, cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C, cv2.THRESH_BINARY, 11, 2)

titles = [‘Original Image‘, ‘Global Thresholding(v=127)‘, ‘Adaptive Mean Thresholding‘, ‘Adaptivw Gaussian Thresholding‘]

images = [img, th1, th2, th3]

for i in range(4):
    plt.subplot(2, 2, i+1), plt.imshow(images[i], ‘gray‘)
    plt.title(titles[i])
    plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show()

结果如下所示：

3.Otsu’s 二值化

在第一部分中我们提到过retVal，当我们使用Otsu 二值化时会用到它。那么它到底是什么呢？在使用全局阈值时，我们就是随便给了一个数来做阈值，那我们怎么知道我们选取的这个数的好坏呢？答案就是不停的尝试。如果是一副双峰图像（简单来说双峰图像是指图像直方图中存在两个峰）呢？我们岂不是应该在两个峰之间的峰谷选一个值作为阈值？这就是Otsu 二值化要做的。简单来说就是对一副双峰图像自动根据其直方图计算出一个阈值。（对于非双峰图像，这种方法得到的结果可能会不理想）。这里用到到的函数还是cv2.threshold()，但是需要多传入一个参数（flag）：cv2.THRESH_OTSU。这时要把阈值设为0。然后算法会找到最优阈值，这个最优阈值就是返回值retVal。如果不使用Otsu 二值化，返回的retVal 值与设定的阈值相等。

下面的例子中，输入图像是一副带有噪声的图像。第一种方法，我们设127 为全局阈值。第二种方法，我们直接使用Otsu 二值化。第三种方法，我们首先使用一个5x5 的高斯核除去噪音，然后再使用Otsu 二值化。看看噪音去除对结果的影响有多大吧。

代码：

import cv2
import numpy as np
from matplotlib import pyplot as plt

img = cv2.imread(‘test.jpg‘, 0)

ret,th1 = cv2.threshold(img, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY)
ret,th2 = cv2.threshold(img, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY+cv2.THRESH_OTSU)

blur = cv2.GaussianBlur(img, (5,5), 0)
#阈值一定要设为0
ret3, th3 = cv2.threshold(blur, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY+cv2.THRESH_OTSU)

images = [img, 0, th1,
        img, 0, th2,
        blur, 0, th3]

titles = [‘Original Noisy Images‘, ‘Histogram‘, ‘Global Thresholding(v=127)‘, ‘Original Noisy Image‘, ‘Histogram‘, "Otsu‘s Thresholding", ‘Gaussian filtered Image‘, ‘Histogram‘, "Otsu‘s Thresholding"]

for i in range(3):
    plt.subplot(3,3,i*3+1), plt.imshow(images[i*3],‘gray‘)
    plt.title(titles[i*3]),plt.xticks([]), plt.yticks([])
    plt.subplot(3,3,i*3+2),plt.hist(images[i*3].ravel(),256)
    plt.title(titles[i*3+1]), plt.xticks([]),plt.yticks([])
    plt.subplot(3,3,i*3+3), plt.imshow(images[i*3+2],‘gray‘)
    plt.title(titles[i*3+2]),plt.xticks([]),plt.yticks([])
plt.show()

结果如图所示：

 使用的原图如下：