CV学习笔记（十二）：二值化操作

原创

云时之间

修改于 2020-03-09 09:45:42

9410

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在上一篇文章我们学习了模板匹配，在这一篇文章中，我们将会学习图像二值化

一：图像二值化的基本原理

图像二值化就是将图像上的像素点的灰度值设置为0或255，也就是将整个图像呈现出明显的黑白效果的过程。在数字图像处理中，二值图像占有非常重要的地位，图像的二值化使图像中数据量大为减少，从而能凸显出目标的轮廓。

二：图像二值化的基本操作

我们使用OpenCV中的函数来进行图像二值化操作，在OpenCV中图像二值化分为普通图像二值化和局部阈值化。这两部分我们分别使用threshold和adaptiveThreshold函数来实现。

代码如下：

#图像二值化
import cv2 as cv
import numpy as np

#全局阈值
def threshold_demo(image):
    gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY)  #把输入图像灰度化
    #直接阈值化是对输入的单通道矩阵逐像素进行阈值分割。
    ret, binary = cv.threshold(gray, 0, 255, cv.THRESH_BINARY | cv.THRESH_TRIANGLE)
    print("threshold value %s"%ret)
    cv.namedWindow("binary0", cv.WINDOW_NORMAL)
    cv.imshow("binary0", binary)

#局部阈值
def local_threshold(image):
    gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY)  #把输入图像灰度化
    #自适应阈值化能够根据图像不同区域亮度分布，改变阈值
    binary =  cv.adaptiveThreshold(gray, 255, cv.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,cv.THRESH_BINARY, 25, 10)
    cv.namedWindow("binary1", cv.WINDOW_NORMAL)
    cv.imshow("binary1", binary)

#用户自己计算阈值
def custom_threshold(image):
    gray = cv.cvtColor(image, cv.COLOR_RGB2GRAY)  #把输入图像灰度化
    h, w =gray.shape[:2]
    m = np.reshape(gray, [1,w*h])
    mean = m.sum()/(w*h)
    print("mean:",mean)
    ret, binary =  cv.threshold(gray, mean, 255, cv.THRESH_BINARY)
    cv.namedWindow("binary2", cv.WINDOW_NORMAL)
    cv.imshow("binary2", binary)

src = cv.imread('1.png')
cv.namedWindow('input_image', cv.WINDOW_NORMAL) #设置为WINDOW_NORMAL可以任意缩放
cv.imshow('input_image', src)
threshold_demo(src)
local_threshold(src)
custom_threshold(src)
cv.waitKey(0)
cv.destroyAllWindows()

现在我们分析一下代码：

①：全局阈值

在这里我们使用的是threshold函数，函数原型为

threshold(src, thresh, maxval, type[, dst]) src参数表示输入图像（多通道，8位或32位浮点）。 thresh参数表示阈值。 maxval参数表示与THRESH_BINARY和THRESH_BINARY_INV阈值类型一起使用设置的最大值。 type参数表示阈值类型。 retval参数表示返回的阈值。若是全局固定阈值算法，则返回thresh参数值。若是全局自适应阈值算法，则返回自适应计算得出的合适阈值。 dst参数表示输出与src相同大小和类型以及相同通道数的图像。

关于type的分析借鉴网上的一篇博客，写的很好：

阈值类型图示：

②：局部阈值

OpenCV的adaptiveThreshold函数进行局部阈值。

函数原型为：adaptiveThreshold(src, maxValue, adaptiveMethod, thresholdType, blockSize, C[, dst])

src参数表示输入图像（8位单通道图像）。 maxValue参数表示使用 THRESH_BINARY 和 THRESH_BINARY_INV 的最大值. adaptiveMethod参数表示自适应阈值算法，平均（ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C）或高斯（ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C）。 thresholdType参数表示阈值类型，必须为THRESH_BINARY或THRESH_BINARY_INV的阈值类型。 blockSize参数表示块大小（奇数且大于1，比如3，5，7........ ）。 C参数是常数，表示从平均值或加权平均值中减去的数。通常情况下，这是正值，但也可能为零或负值。

三：运行结果