Пороговые процедуры при сегментации изображений

Исторически первым гистограммным методом определения порога сегментации является метод мод [6]. Он заключается в поиске «впадины» гистограммы яркости всего изображения, расположенной между двух мод: и (рис. 4.9). Моды отражают распределение яркостей соответственно фона и объекта (или группы однородных по яркости объектов).

Рис. 4.9. Гистограмма яркости изображения крупноразмерного объекта на однородном фоне

В реальных изображениях из-за сильного отличия площади объекта и фона, наличия нескольких объектов с разными средними яркостями, вклада областей границ объектов с переходной яркостью модальная структура общей гистограммы выражена слабо. Для усиления модальности применяют локальные пороговые процедуры, позволяющие обеспечить близкое к одинаковому представительство элементов фона и объекта в гистограмме яркости, а также коррекцию гистограмм - углубление «впадины» путем исключения граничных точек объектов. Идентификацию этих точек проводят рассмотренными выше дифференциальными операторами.

Если границы объектов после подавления шума при предварительной обработке оказываются размытыми, то иногда строят гистограммы яркости только идентифицированных граничных точек (рис.4.10). Подобная гистограмма оказывается одномодальной и располагается как раз в области «впадины» гистограммы яркости целого изображения. За значение порога принимают среднее значение гистограммы:

либо медиану:

где - максимально возможное значение яркости изображения.

Рис. 4.10. Гистограмма яркости точек с превышающим порог градиентом

В случае слабо зашумленных изображений применяют безгистограммные градиентные методы. Они строятся на расчете среднего градиента для каждого уровня яркости J изображения :

,

где - множество точек, имеющих яркость J, - количество этих точек. Поскольку границам объектов соответствует максимальный градиент, то в качестве порога принимают то значение яркости , для которого - максимально:

.