基于背景估计和边缘检测的文档图像二值化

为提高文档图像在对比度低、光照不均、大块噪声等复杂图像背景下二值化效果,提出一种背景估计与边缘检测相结合的图像二值化方法。该方法先利用Sauvola算法有效地估计图像的背景,并在此基础上,结合改进的Canny算法获取边缘变化信息,利用基于局部阈值的策略进行二值化。实验结果表明,该算法取得了较好的二值化效果,在开放的DIBCO 2011数据集上测试,其性能与Otsu、Niblack、Sauvola经典方法相比有大幅提高,其F值比ICDAR2011二值化竞赛中第一名的算法略有提高。     

基于光照影响因子的动态Niblack算法研究及应用

为解决钢板喷印字符图像存在的字符拖尾和光照不均匀导致的字符图像二值化效果差的问题,提出一种基于光照影响因子的动态Niblack算法。在Niblack算法的基础上引入光照强度项,降低光照不均匀带来的影响;定义灰度阈值中各项的动态系数,减少目标点和背景点的误判,获得良好的二值化效果;结合Otsu算法得到全局阈值,以全局阈值对算法的灰度阈值进行修正,加强二值化图的局部联系,提升二值化字符的连贯性。通过与Niblack、Sauvola等多种算法的对比,验证了该方法的可行性。     

一种改进的针对退化文本图像的二值化方法

在经典的Niblack方法的基础上提出了一种改进的针对退化文本图像的二值化方法,该方法仅在文本区域周围较小范围内进行局部阈值计算,在大大减少运算量的同时,克服了Niblack方法容易产生大量背景噪声的缺点,与另外一种同样基于Niblack的Sauvola方法相比较,对于低对比度的退化文本图像有更好的适应性。     

一种改进的文本图像二值化方法

针对常用的局部阈值方法-Niblack算法中存在的问题,提出了一种改进的文本图像二值化算法。改进后的Niblack算法对背景灰度不均匀的图像具有良好的适应性,抗噪声能力强,保持笔画连通性好,更适合于文本图像的二值化。实验证明了该算法的有效性。     

视频文本图像增强算法研究

针对视频文本图像,采用Shannon插值算法以及Niblack二值化算法进行图像增强。对Shannon插值算法进行改进,提高了算法效率;同时针对Niblack二值化方法中偏移量S提出了一种新的计算公式,从而形成改进的Niblack二值化算法。实验证明上述增强算法大大提高了OCR软件的文本识别正确率。     

彩色图像中文本内容的选择性增强算法研究

探讨了视频图像的插值缩放，并针对彩色图像中的文本内容采用改进的Niblack二值化算法进行有选择性增强。改进的Niblack算法增加了多个控制参数协同工作，在保证彩色图像整体视觉效果不变的前提下，对文本内容进行选择性增强，并提高了运算效率。     

二维Otsu阈值法的快速迭代算法

提出二维Otsu阈值法的快速迭代算法.针对传统二维Otsu阈值法及改进的递推二维Otsu阈值法等具有高计算复杂性的不足,假设被分割图像及其邻域平滑图像形成的二维联合直方图是连续二元概率分布函数的条件下,利用求多元函数极值的方法得到二维Otsu阈值法的快速迭代算法.大量实验结果表明,本文方法是可行的且有良好的分割性能.     

一种改进Otsu法在Kirsch边缘检测中的应用

针对灰度图像的Kirsch边缘检测特征不明显以及Otsu方法自动获取最佳阈值耗时等缺点,探讨了一种改进的Otsu法,并将其应用到Kirsch边缘检测中。首先通过Kirsch算法初步检测出图像边缘,然后运用蚁群算法与Otsu算法相结合求取最佳阈值并进行二值化处理。对试验结果和数据的分析,得出所提出的方法能够有效地检测出图像边缘,同时节约运算时间,具有一定的自适应性。     

工业检测图像灰度波动变换自适应阈值分割算法

工业检测图像经常受到不均光照的影响,对该类图像局部自适应分割算法比全局算法能产生更好的分割效果. 但局部算法中基于分块的算法对分块方法缺乏指导,而基于邻域的算法容易在背景或前景内部产生误分. 针对上述缺点,本文提出了一种多方向灰度波动变换的自适应阈值分割算法. 该算法先从多个方向依照灰度波动对图像进行转换,构造以多维向量为基础的灰度波动变换矩阵, 然后利用主成分分析法(Principal component analysis, PCA)将高维向量压缩至一维并生成变换图像,最后运用Otsu算法分割变换图像. 该算法无需分块,并且仅需波动幅度阈值和布尔型背景色两个参数. 实验结果表明,该算法能够有效减少不均光照对工业检测图像分割的影响, 与Niblack法、Sauvola法等几种局部算法相比,该法在分割效果上具有了明显的提升.     

基于卡尔曼滤波改进的精子图像序列分割方法

图像分割是精子图像识别的一项关键技术,在精子运动能力分析中起着至关重要的作用。本文对采集的连续精子图像序列进行灰度化、去噪等预处理后,采用Otsu算法对首幅动物精子图像二值化,对后续图像采用Kalman Filter确定二值化阈值范围,改进Otsu算法求出每一幅图像的适当阈值并进行二值化,缩短算法时间并能保证分割精度。应用形态学消除精子尾部和部分精子之间的粘连现象,通过计算和比较目标面积、形状因子,去除小颗粒杂质以及形状及灰度和精子相似的杂质,为精子运动能力检测提供高质量的分割图像。     

基于改进U-Net的低质量文本图像二值化

文本图像二值化是光学字符识别的关键步骤,但低质量文本图像背景噪声复杂,且图像全局上下文信息以及深层抽象信息难以获取,使得最终的二值化结果中文字区域分割不精确、文字的形状和轮廓等特征表达不足,从而导致二值化效果不佳。为此,提出一种基于改进U-Net网络的低质量文本图像二值化方法。采用适合小数据集的分割网络U-Net作为骨干模型,选择预训练的VGG16作为U-Net的编码器以提升模型的特征提取能力。通过融合轻量级全局上下文块的U-Net瓶颈层实现特征图的全局上下文建模。在U-Net解码器的各上采样块中融合残差跳跃连接,以提升模型的特征还原能力。从上述编码器、瓶颈层和解码器3个方面分别对U-Net进行改进,从而实现更精确的文本图像二值化。在DIBCO 2016—2018数据集上的实验结果表明,相较Otsu、Sauvola等方法,该方法能够实现更好的去噪效果,其二值化结果中保留了更多的细节特征,文字的形状和轮廓更精确、清晰。     

一种全局和局部相结合的二值化方法研究

为了得到清晰准确的二值化图像,且避免全局阈值化对图像细微信息的二值化不清晰和局部阈值二值化中往往存在伪影现象,提出了一种借助Candy算子检测边缘特征,将改进的二维Otsu最佳全局阈值与局部Bernsen阈值法在边缘信息的基础上相结合的二值化方法。实验表明这种方法能很好地处理带有噪声和低对比度的图像,通过改进的二维Otsu法降低了传统二维Otsu法的时间复杂度,并且可以减少局部阈值法的块效应,避免了大量虚假信息,又能保留图像的细节信息。     

基于Sauvola算法和神经网络的图像自适应二值化方法

二值化处理是文档图像OCR识别中非常重要的一个环节。针对目前主流Sauvola二值化算法存在参数需要人为确定、效果受设定的参数影响等问题，提出了基于Sauvola算法和神经网络的图像自适应二值化方法。在针对Sauvola算法的参数进行分析的基础上，阐述了开窗大小r与参数k对二值化结果的影响。使用SWT算法实现了开窗大小r的计算，将二值化视为对像素点的二分类问题，根据Sauvola算法的思想提取窗内的灰度均值、灰度标准差及当前像素点灰度值作为特征向量，并搭建全连接神经网络进行训练，训练后的神经网络可为每个窗生成特定的参数k，并判定各个像素点的二值化结果。实验结果表明，相较于使用人工精确调节的全局参数k的Sauvola算法，所提出的方法具有更好的自适应性和二值化效果，且具有较好的实用性和普适性。     

基于MATLAB的医学图像二值化算法的实现

图像二值化是图像预处理中的一项重要技术,在模式识别、光学字符识别、医学成像等方面都有重要应用。以一张肺部患病的X线图像作为研究对象,设计MATLAB的GUI界面,通过Otsu法,迭代法,二维最大熵法和Niblack法这四种不同的算法对其进行二值化处理,便于提取图像中的病灶部位。     

细胞膜机制萤火虫算法优化多阈值Otsu图像分割

图像阈值分割是将灰度图像转换为二值图像的常用图像分割方式.经典多阈值Otsu算法对复杂图像进行分割取得了很好的效果,但是其采用穷举方法来寻找最优阈值是非常耗时的.针对这一问题,本文提出了一种基于细胞膜和自适应步长萤火虫混合优化算法的多阈值Otsu图像分割方法.利用萤火虫算法的启发式搜索来寻找图像分割的最优阈值很好地降低了算法的时间复杂度,并且在萤火虫算法中混合细胞膜算法很好地解决了萤火虫算法的"早熟"现象.实验结果表明,与经典多阈值Otsu法和萤火虫算法优化多阈值Otsu法相比,本文提出的算法具有更高的收敛速度和更好的图像分割效果,并且有效解决了萤火虫算法易陷入局部最优的问题.     

一种改进的二维Otsu阈值分割算法

Otsu算法,也被称之为最大类间方差算法,是实现阈值分割的经典算法之一。二维Otsu算法是一维Otsu算法的推广,它充分考虑了图像的灰度信息和空间邻域信息,可以有效滤除噪声影响,但是同样存在着运算量大、时效性差的问题。对此提出了一种改进的二维Otsu快速阈值分割算法,先将二维Otsu算法分解为两个一维Otsu算法,并集成类间和类内方差信息构造了一种新的阈值判别函数,同时通过降维,进一步降低计算量。实验结果表明,该算法在时间效率与分割效果两方面明显优于传统的二维Otsu算法与快速二维Otsu算法。     

光照不均匀图像的灰度波动局部阈值分割

针对工业图像经常存在不均匀光照的干扰,提出一种光照不均匀图像的灰度波动局部阈值分割算法。从水平及垂直方向上提取图像的灰度波动曲线,并迭代搜索每条曲线上满足给定波动幅度阈值的较大尺度波峰点和波谷点;在每对交替波峰点或波谷点之间求取浮动阈值来划定目标和背景像素的归属;对两个方向上取得的阈值图像进行相交操作得到最终分割图像。实验结果表明,与二维Otsu法、二维Tsallis熵法、Niblack法等几种算法相比,该算法的分割效果及实时性都具有明显的提升。     

低质量文档图像二值化算法研究

针对低质量文档图像中存在的墨迹浸润、页面污渍或背景纹理等退化因素,提出一种低质量文档图像二值化算法。算法首先基于文档图像的局部对比度实现字符笔画像素检测,然后采用Otsu算法对其进行全局最优阈值化处理,最后通过估计字符笔画宽度确定邻域窗尺寸,从而实现字符前景与页面背景的精细分割。实验结果表明,该算法在F-measure、PSNR、SSIM、NRM、DRD等性能指标方面较其它经典的文档二值化算法具有明显优势。该算法不仅能够较好地保留笔画细节外,还能够较好地抑制文档背景。     

基于分解的灰度图像二维阈值选取算法

作为一维Otsu法的推广, 二维Otsu法综合考虑了像素点的灰度信息及其邻域灰度的均值信息, 可以有效地滤除噪声. 其快速算法采用递归的方式构建查找表, 将算法的时间复杂性由OL4降到OL2. 提出基于分解的阈值选取算法, 求解两个一维Otsu法的阈值来替代原始的二维Otsu法的最佳阈值. 指出在原算法的假设成立的条件下, 该方法可以得到与原二维Otsu法相同的分割阈值, 而算法的时间复杂性可以进一步降低到OL. 而在实际中, 原算法的假设一般不成立. 本文的实验结果表明此时该阈值选取方法也可以在保证原二维Otsu算法良好的抗噪性的前提下, 计算阈值所需的时间更短、空间更小, 且阈值化结果也可以达到或优于二维Otsu算法的结果.     

滚动接触疲劳缺陷检测的改进Otsu算法

针对滚动接触疲劳试验机高精度和高效率的检测要求,提出一种基于自动加权阈值的改进Otsu算法,将背景发生的概率作为Otsu分割阈值的权重,使分割阈值靠近直方图的左下缘.首先对试件图像进行区域定位,获得试件接触表面图像;然后比较不同滤波器的检测准确率、召回率、调和平均以及运行时间,选择运行时间短、调和平均大的快速导向滤波器对图像进行滤波;最后计算图像的错误分类误差来验证检测算法的有效性.实验结果表明,该算法对测试图像的错误分类误差接近于0,与Otsu、加权目标方差、谷值强调和邻域谷值强调阈值分割法相比,在滚动接触疲劳缺陷检测中有更好的分割结果.