Python+Opencv 将彩色图像二值化

雨点打透心脏的1/2处 2022-05-18 22:54 271阅读 0赞

# Python+Opencv 将彩色图像二值化 #

本文转载自：[https://blog.csdn.net/what\_lei/article/details/49159655][https_blog.csdn.net_what_lei_article_details_49159655] ，侵权删

定义：图像的二值化，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只有黑和白的视觉效果。

一幅图像包括目标物体、背景还有噪声，要想从多值的数字图像中直接提取出目标物体，常用的方法就是设定一个阈值T，用T将图像的数据分成两部分：大于T的像素群和小于T的像素群。这是研究灰度变换的最特殊的方法，称为图像的**二值化**（**Binarization**）。

**简单的阈值-（全局阈值****）**：

Python-OpenCV中提供了阈值（threshold）函数：

**cv2.threshold（）**

函数：第一个参数  **src** 指原图像，原图像应该是灰度图。

第二个参数  **x** 指用来对像素值进行分类的阈值。

第三个参数  **y** 指当像素值高于（有时是小于）阈值时应该被赋予的新的像素值

第四个参数 **Methods** 指，不同的不同的阈值方法，这些方法包括：

•**cv2.THRESH\_BINARY 图（1）**

•**cv2.THRESH\_BINARY\_INV 图（2）**

•**cv2.THRESH\_TRUNC 图（3）**

•**cv2.THRESH\_TOZERO 图（4）**

•**cv2.THRESH\_TOZERO\_INV 图（5）**

**![20151015221057187][]**

破折线为将被阈值化的值；虚线为阈值

**![20151015221316492][]**

图（1）

大于阈值的像素点的灰度值设定为最大值(如8位灰度值最大为255)，灰度值小于阈值的像素点的灰度值设定为0。

![20151015221543523][]

**图（2）**

大于阈值的像素点的灰度值设定为0，而小于该阈值的设定为255。

![20151015221736834][]

图（3）

像素点的灰度值小于阈值不改变，大于阈值的灰度值的像素点就设定为该阈值。

![20151015221728682][]

图（4）

像素点的灰度值小于该阈值的不进行任何改变，而大于该阈值的部分，其灰度值全部变为0**。**

![20151015221743463][]

图（5）

像素点的灰度值大于该阈值的不进行任何改变，像素点的灰度值小于该阈值的，其灰度值全部变为0。

Python+opencv代码：

import cv2
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            import numpy 
           
            as np
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            from matplotlib 
           
            import pyplot 
           
            as plt
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           img=cv2.imread(
           
            ‘1.bmp’)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           GrayImage=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           ret,thresh1=cv2.threshold(GrayImage,
           
            127,
           
            255,cv2.THRESH_BINARY)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           ret,thresh2=cv2.threshold(GrayImage,
           
            127,
           
            255,cv2.THRESH_BINARY_INV)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           ret,thresh3=cv2.threshold(GrayImage,
           
            127,
           
            255,cv2.THRESH_TRUNC)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           ret,thresh4=cv2.threshold(GrayImage,
           
            127,
           
            255,cv2.THRESH_TOZERO)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           ret,thresh5=cv2.threshold(GrayImage,
           
            127,
           
            255,cv2.THRESH_TOZERO_INV)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           titles = [
           
            ‘Gray Image’,
           
            ‘BINARY’,
           
            ‘BINARY_INV’,
           
            ‘TRUNC’,
           
            ‘TOZERO’,
           
            ‘TOZERO_INV’]
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           images = [GrayImage, thresh1, thresh2, thresh3, thresh4, thresh5]
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            for i 
           
            in xrange(
           
            6):
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
              plt.subplot(
           
            2,
           
            3,i+
           
            1),plt.imshow(images[i],
           
            ‘gray’)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
              plt.title(titles[i])
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
              plt.xticks([]),plt.yticks([])
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           plt.show()

效果图：  
![20151015232507337][]

自适应阈值：

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。

**cv2.adaptiveThreshold（）**

函数：第一个参数 **src**  指原图像，原图像应该是灰度图。

第二个参数  **x**  指当像素值高于（有时是小于）阈值时应该被赋予的新的像素值

第三个参数 **adaptive\_method 指：** CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_MEAN\_C 或 CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_GAUSSIAN\_C

第四个参数 **threshold\_type 指**取阈值类型：必须是下者之一  **•**  **CV\_THRESH\_BINARY,**

**• CV\_THRESH\_BINARY\_INV**

第五个参数 **block\_size 指**用来计算阈值的象素邻域大小: 3, 5, 7, …

第六个参数 **param1 指**与方法有关的参数。对方法CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_MEAN\_C 和 CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_GAUSSIAN\_C， 它是一个从均值或加权均值提取的常数, 尽管它可以是负数。

**自适应阈值：** 对方法CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_MEAN\_C，先求出块中的均值，再减掉param1。

对方法 CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_GAUSSIAN\_C ，先求出块中的加权和(gaussian)， 再减掉param1。

**例如：**

采用方法 CV\_ADAPTIVE\_THRESH\_MEAN\_C，阈值类型：CV\_THRESH\_BINARY, 阈值的象素邻域大小 **block\_size 选取3，**参数param1 取3和5时：

![20151015224331517][]![20151015224456399][]![20151015224338517][]

部分原图像像素值 当参数param1为5时  
![20151015224331517][] ![20151015224456399][] ![20151015224347834][]

部分原图像像素值 当参数param1为7时

选取对应领域（3\*3）求其均值，然后减去参数param1的值为自适应阈值。测试时求得均值为小数时，貌似进行四舍五入之后再减去参数param1。（**可能是我没测试准确，无聊时测试一下，共同学习**）

Python+opencv代码：

import cv2
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            import numpy 
           
            as np
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            from matplotlib 
           
            import pyplot 
           
            as plt
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           img = cv2.imread(
           
            '1.bmp')
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           GrayImage=cv2.cvtColor(img,cv2.COLOR_BGR2GRAY)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            # 中值滤波
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           GrayImage= cv2.medianBlur(GrayImage,
           
            5)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           ret,th1 = cv2.threshold(GrayImage,
           
            127,
           
            255,cv2.THRESH_BINARY)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            #3 为Block size, 5为param1值
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           th2 = cv2.adaptiveThreshold(GrayImage,
           
            255,cv2.ADAPTIVE_THRESH_MEAN_C,\
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
                               cv2.THRESH_BINARY,
           
            3,
           
            5)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           th3 = cv2.adaptiveThreshold(GrayImage,
           
            255,cv2.ADAPTIVE_THRESH_GAUSSIAN_C,\
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
                               cv2.THRESH_BINARY,
           
            3,
           
            5)
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           titles = [
           
            'Gray Image', 
           
            'Global Thresholding (v = 127)',
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            'Adaptive Mean Thresholding', 
           
            'Adaptive Gaussian Thresholding']
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           images = [GrayImage, th1, th2, th3]
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
           
            for i 
           
            in xrange(
           
            4):
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
              plt.subplot(
           
            2,
           
            2,i+
           
            1),plt.imshow(images[i],
           
            'gray')
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
              plt.title(titles[i])
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
              plt.xticks([]),plt.yticks([])
          
           
         
          
         
         
          
          
           
         
          
         
          
          
           
            
           plt.show()

效果图：

![20151015233147232][]

[https_blog.csdn.net_what_lei_article_details_49159655]: https://blog.csdn.net/what_lei/article/details/49159655
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