A measurement method for distinguishing the real contact area of rough surfaces of transparent solids using improved Otsu technique

An experimental method of measuring the real contact area of transparent blocks based on the principle of total internal reflection is presented, intending to support the investigation of friction characteristics, heat conduction, and energy dissipation at the contact interface. A laser sheet illuminates the contact interface, and the transmitted laser sheet is projected onto a screen. Then the contact information is acquired from the screen by a camera. An improved Otsu method is proposed to process the data of experimental images. It can compute the threshold of the overall image and filter out all the pixels one by one. Through analyzing the experimental results, we describe the relationship between the real contact area and the positive pressure during a continuous loading process, at different loading rates, with the polymethyl methacrylate（PMMA）material. A hysteresis phenomenon in the relationship between the real contact area and the positive pressure is found and explained.

基于改进的Otsu法对红花图像分割的研究

红花图像分割的准确率直接影响后期红花空间定位的精度。利用改进的色差模型结合Otsu法,建立一种准确分割目标红花的方法。首先,将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间,利用H、S、V阈值范围清除图像背景像素,初步对图像像素进行筛选;然后利用双边滤波法对筛选后的图像进行预处理,随后利用基于最小二乘原理的色差模型,快速准确分割目标红花;最后,采取最小外接矩的方法标记出目标红花和重心点,将标记效果融合到红花原图中,完成红花识别。结果表明,基于改进的色差模型图像分割效果明显,准确率高达90%,对于复杂背景的红花图像具有一定的适应性。

对称约束的类间方差阈值方法

为了提高现有最大类间方差法(OTSU)的阈值化精度和适应性,提出了一种对称约束的类间方差阈值方法。该方法首先对输入图像使用Prewitt算子构建梯度幅值图像,并根据对称性原则提取对称采样区;然后,基于构建的对称约束类间方差目标函数最大化准则选取阈值,并判断在此阈值下对称采样区是否满足对称条件;当无法满足对称条件时,基于对称采样区对输入图像进行对称修正处理,并应用对称约束的类间方差目标函数对修正后的对称采样区选取阈值;最后,使用最终选取的阈值对输入图像阈值化。在28幅合成图像和70幅真实世界图像集上比较了提出的方法与OTSU法及4种OTSU的改进方法的阈值化性能。实验结果表明,提出方法的误分类率在合成图像和真实世界图像上分别为0.0106和0.016,相较于阈值化精度第2的方法在误分类方面分别降低了91.4%和86.1%。提出的方法虽然在计算效率方面不占有优势,但它对不同模态的测试图像具有更稳健的阈值化适应性和更高的阈值化精度。

基于小波和Otsu法的二维条码图像二值化

针对光照不均或背景十分复杂的情况下,全局阈值法无法正确对二维条码图像进行二值化而局部阈值法又会出现块效应的问题,提出一种基于小波分解和大津法的条码图像二值化方法。利用小波分解获得物体表面光照的近似分布进而消除光照不均的影响,并用大津法对获得的图像二值化。该方法既可以消除光照不均的影响,又可以通过选择合适的小波函数使得物体表面光照的近似分布尽量平滑,避免了局部阈值法出现的块效应。

改进的二维Otsu图像分割方法及其快速实现

通过实验和理论验证2维直方图的副对角区域的概率和不一定很小而不能忽略,因而传统2维Otsu法中关于主对角区域的概率和近似为1的假设不够合理。针对该问题,该文提出了一种改进的2维Otsu法及其快速实现。新方法舍弃了不合理的假设,通过单独计算2维直方图主对角区域概率的方法,来准确估计主对角区域中目标和背景的概率,并重新计算2维Otsu。实验结果表明,改进的2维Otsu法能够获得明显优于传统2维Otsu法的分割效果,其快速算法的计算复杂度与传统2维Otsu法的快速算法相当。

一种改进Canny算子的图像边缘检测算法

在移动机器人自主作业时,环境中往往存在障碍物,路径规划避障时要进行动态目标检测.Canny边缘检测算法可以与众多动态目标检测算法相结合,提高目标检测的效果.但是传统Canny边缘检测存在着自适应性不强,边缘检测可能不连续,或者检测虚假边缘的现象.本文提出了一种优化Canny边缘检测算法,通过改进的自适应中值滤波来预处理图像,对算法效率及对噪声点的处理做出了优化,紧接着增加梯度计算方向,最后结合改进的大津阈值分割法,提出了三阈值分割法代替原始的阈值分割法使图像边缘信息更加完整准确.仿真结果表明,该算法在边缘检测准确率上对比传统Canny边缘检测,Sobel算子与较新改进算法均有20%左右的提升,该算法优化了传统算法检测的连续性和准确率.

一种改进的用于裂缝图像分割的Otsu方法

裂缝是隧道衬砌最常见的病害之一,基于近几年快速发展的工程检测系统与图像处理算法的研究,提出了一种CCD相机的衬砌裂缝快速检测系统采集裂缝图像。在提取裂缝特征之前,需要将裂缝区域与图像背景分离。采用Otsu法进行分割处理,然而传统的Otsu方法对裂缝区域过小的图像易产生欠分割;对背景不单一或光照度不均匀的裂缝图像易造成过分割的情况。根据Ostu方法分割特点对该方法进行改进,以达到更好的裂缝图像分割效果,从而为实现隧道裂缝的快速检测埋下基础。

三维Otsu阈值分割方法的递推算法

一维和二维Otsu法是常用的阈值分割方法,二维Otsu法对含噪图像的分割效果要优于一维Otsu法,但它存在的问题是"对象区域和背景区域上的概率和近似为1"的假设的普适性不够,鉴于此景晓军等人提出了三维Otsu法及其递归算法,使得对低对比度、低信噪比的图像有较好的分割效果.本文指出了景晓军等人给出的递推公式的错误,并进行了修正.鉴于他们给出的递推公式并不是真正意义的递推公式,本文给出了新的递推公式.实验结果表明,本文提出的递推公式进一步减少了运算时间.另外,本文还指出三维Otsu法对于叠加了混合噪声的图像有较好的分割效果.

二维直方图准分的Otsu图像分割及其快速实现

传统二维Otsu法主要由于对二维直方图采用主对角线区域概率和近似为1的假设等原因,以致分割结果不够准确.针对此问题,提出了一种二维直方图准分的Otsu快速图像分割方法.(1)准确选择邻域模板构建二维直方图并将Otsu阈值法用于此直方图上以便提高分割性能;(2)对二维直方图主对角线上的目标和背景两区域的Otsu公式中对应量准确取值使阈值选取更准确;(3)对二维直方图投影进行分析得到其特性,并证明三个定理的存在,利用此特性和三个定理导出新型、快速的递推算法来降低计算复杂度.实验结果表明:与当前二维Otsu阈值法相比,本文提出的方法分割更准确和抗噪性更强,而且其运行时间少,与当前二维Otsu斜分递推算法的运行时间相近.

基于改进斜分Otsu法的回转窑火焰图像分割

因受窑内高温、高粉尘等因素的影响,氧化铝回转窑火焰图像中往往存在噪声.针对现有火焰图像分割算法存在抗噪性差和计算时间长等问题,对斜分最大类间方差法(Otsu法)进行改进,提出一种基于改进斜分Otsu法的回转窑火焰图像分割算法.该算法采用简化的距离测度函数作为阈值选取标准,以减少计算量和便于多阈值扩展;采用基于后处理原理的图像分割方式,以进一步增强算法的抗噪性;运用分子动理论优化算法实现加快计算速度.某厂氧化铝回转窑火焰图像的分割实验表明,该算法抗噪性强,运算速度快,能较为精确地分割出火焰图像的背景区、黑把子、火焰区、辐射带、物料区等区域.

基于Otsu与海域统计特性的SAR图像海陆分割算法

合成孔径雷达图像海陆分割在海面目标检测、海岸线提取等海洋应用方面具有重要的意义。针对合成孔径雷达图像的特点,本文了提出粗阈值与精确阈值相结合的海陆分割算法,并提供了一套完整的海陆分割方案。首先利用改进的Otsu法计算粗阈值,获得大致海域范围;然后根据海域统计特性近似高斯分布的特点,在分析了高斯分布统计特性的基础上,结合粗阈值分割结果,提出了计算出精确的分割阈值的方法,进而获得准确的海陆分割图像;最后通过去除杂散点进一步完善分割结果。实验结果表明,本文提出的方法具有较高的处理精度和较快的处理速度。

一种改进的Otsu图像阈值分割算法

Otsu法是图像阈值化分割法中的经典算法之一,在图像处理中有广泛的应用。本文针对红外吊舱图像的特点,在对Otsu法进行分析的基础上,提出了一种改进的Otsu图像阈值分割算法。首先,采用整幅图像的平均灰度值作为初始阈值对图像进行分割;然后,推导出了Otsu法四个参数的递推公式;最后,在缩小的灰度级范围内用递推的Otsu法来计算最终的分割阈值T。实验仿真结果表明,改进的Otsu算法在图像分割效果方面和时间效率方面明显优于Otsu法。

灰度图像的二维Otsu曲线阈值分割法

Otsu法是一个常用的阈值分割方法.为了利用图像的区域信息,本文在二维Otsu法的基础上提出了曲线阈值型Otsu法,传统的二维Otsu法可以看成是该方法的一个特例.实验结果表明,对于含噪图像,它能够获得优于传统二维Otsu法的分割效果.为了减少计算量,提高分割速度,给出了一种递归算法和一种小波变换与递归算法相结合的快速算法.该递推算法只需遍历二维直方图的主对角线和一条次主对角线,与传统Otsu法的递推算法相比,搜索空间由L×L个点减少到2L-1个点.

快速的Otsu双阈值SAR图像分割法

在分析SAR图像的统计分布特征的基础上,根据SAR图像自动目标识别对SAR图像分割的要求,提出了一种适合SAR图像的Otsu分割算法。算法首先利用CFAR进行粗分割,然后利用Otsu进行细分割。实验结果表明,该算法分割准确且计算量小,客观评价值较高。

OTSU最佳阈值法在棉花幼苗识别中的应用研究

棉花幼苗的识别与分离是实现自动化移栽的关键步骤,本文用视觉图像处理技术对棉花幼苗的识别进行了研究。对于用摄像头获取的棉花幼苗图像,在分析棉花幼苗及背景颜色的基础上,采用了OTSU法将表征在RGB颜色空间内的彩色图像转化为灰度图像,并使用非线性滤波法对灰度图像进行去噪处理,通过最大类间方差法选取了最佳分割阈值,将灰度图像转化为二值化图像。为了更好地提取并识别棉花幼苗特征,又细化处理了二值化图像,设计了去骨刺处理,消除了细化后图像骨刺对特征识别的影响,并且使用了加权模板匹配法,设计了防误判匹配法则。应用这些方法,实现了棉花幼苗的识别,说明用图像处理方法识别棉花幼苗是完全可行的。

Otsu方法在多阈值图像分割中的应用

图像分割是数字图像处理中的一个重要问题。该方法改进了传统的最大类间方差法(Otsu法),使其可以应用于图像的多阈值分割。提出以双峰法引导来提高Otsu法多阈值分割图像的运算速度和稳定性。对样本图像的分割结果显示,此算法在分割速度和效果上都取得了较好的结果。

基于二维直方图的otsu图像分割算法改进

分析了灰度图像传统的二维最大类间方差otsu法,在此基础上改进了传统的阈值分割方法,提出了新的阈值分割输出函数,并通过压缩二维直方图预搜索的方法,使运算量大大降低.理论分析和实验结果表明,该方法不仅增强了识别能力,而且大大提高了分割效率.

Otsu多阈值快速求解算法

最大类间方差(Otsu)方法计算简单,分割效果良好,广泛应用于图像的单阈值分割。为了使Otsu方法能够适应于更加复杂的图像,很多学者对其进行了多阈值的推广,但存在计算量大、效率低的问题。针对此不足,对Otsu方法也进行了多阈值的推广,首先划分直方图区间,然后采用快速二分法求取区间中的阈值以实现Otsu方法的多阈值扩展,使其在保持良好分割效果的基础上大大节省了时间。实验说明了该算法的有效性。

双峰法与otsu法结合在太阳能电池缺陷检测中的应用

图像分割在太阳能电池组件缺陷检测系统中,起着非常重要的作用。通过双峰法和最大类间方差法结合对太阳能电池的近红外图像进行图像分割和二值化,并得出缺陷的二值图。实验表明所提出的太阳能电池硅片的图像分割方法能快速准确地实现对图像的分割,得到了较好的二值图。为太阳能电池图像的缺陷特征的提取,以及进一步描述和分析奠定了良好的基础。

基于遗传算法的二维Otsu算法改进

为改善传统二维0tsu阈值分割算法处理图像时计算复杂度高、实时性差等缺点,将遗传算法应用到二维Otsu灰度图像阈值寻优中,并提出一种改进的自适应遗传算法。实验证明,新的算法对灰度图像有较好的分割效果,与传统算法相比,分割图像清晰,实时性也得到了明显的改进。