Wie wählt man Schwellenwerte automatisch verwendet die Spitzen des Histogramms?

Question

Durch die OpenCV-Bibliothek, ich mag ein Bild wie diese Schwelle:

threshold(image, thresh, 220, 255, THRESH_BINARY_INV) 

Aber ich mag den Schwellenwert (220) automatisch finden.

Ich verwende Otsu, um den Schwellenwert zu schätzen. Aber es funktioniert nicht in meinem Fall.

daher sollte ich Histogramm Peak-Technik verwenden. Ich möchte die zwei Spitzen im Histogramm finden, die dem Hintergrund und dem Objekt des Bildes entsprechen. Er stellt den Schwellenwert automatisch auf die Hälfte zwischen den beiden Spitzen ein. Ich benutze dieses Buch (Seiten: 117 und 496-505): "Bildverarbeitung in C" von Dwayne Phillips (http://homepages.inf.ed.ac.uk/rbf/BOOKS/PHILLIPS/). Und ich benutze den Quellcode, um die zwei Peaks im Histogramm zu finden, die dem Hintergrund und dem Objekt des Bildes entsprechen. das ist mein Bild:

das ist mein C++ Code:

#include <opencv2/core/core.hpp> 
#include <opencv2/highgui/highgui.hpp> 
#include <opencv2/imgproc/imgproc.hpp> 
#include <opencv2/opencv.hpp> 

#include <iostream> 
#include <stdio.h> 
#include <fstream> 

using namespace std; 
using namespace cv; 


int main() 
{ 
    Mat image0 = imread("C:/Users/Alireza/Desktop/contrast950318/2.bmp"); 
    imshow("image0", image0); 

    Mat image, thresh, Tafrigh; 
    cvtColor(image0, image, CV_RGB2GRAY); 


    int N = image.rows*image.cols; 

    int histogram[256]; 

    for (int i = 0; i < 256; i++) { 
     histogram[i] = 0; 
    } 

    //create histo 
    for (int i = 0; i < image.rows; i++){ 
     for (int j = 0; j < image.cols; j++){ 
      histogram[((int)image.at<uchar>(i, j))]++; 
     } 
    } 


    int peak1, peak2; 
    #define PEAKS 30 
    int distance[PEAKS], peaks[PEAKS][2]; 

    int i, j = 0, max = 0, max_place = 0; 

    for (int i = 0; i<PEAKS; i++){ 
     distance[i] = 0; 
     peaks[i][0] = -1; 
     peaks[i][1] = -1; 
    } 

    for (i = 0; i <= 255; i++){ 
     max = histogram[i]; 
     max_place = i; 

     //insert_into_peaks(peaks, max, max_place); 
     //int max, max_place, peaks[PEAKS][2]; 
     //int i, j; 
     /* first case */ 
     if (max > peaks[0][0]){ 
      for (i = PEAKS - 1; i > 0; i--){ 
       peaks[i][0] = peaks[i - 1][0]; 
       peaks[i][1] = peaks[i - 1][1]; 
      } 
      peaks[0][0] = max; 
      peaks[0][1] = max_place; 
     } /* ends if */ 

     /* middle cases */ 
     for (j = 0; j < PEAKS - 3; j++){ 
      if (max < peaks[j][0] && max > peaks[j + 1][0]){ 
       for (i = PEAKS - 1; i > j + 1; i--){ 
        peaks[i][0] = peaks[i - 1][0]; 
        peaks[i][1] = peaks[i - 1][1]; 
       } 

       peaks[j + 1][0] = max; 
       peaks[j + 1][1] = max_place; 
      } /* ends if */ 
     } /* ends loop over j */ 
     /* last case */ 
     if (max < peaks[PEAKS - 2][0] && 
      max > peaks[PEAKS - 1][0]){ 
      peaks[PEAKS - 1][0] = max; 
      peaks[PEAKS - 1][1] = max_place; 
     } /* ends if */ 

}/* ends loop over i */ 



    for (int i = 1; i<PEAKS; i++){ 
     distance[i] = peaks[0][1] - peaks[i][1]; 
     if (distance[i] < 0) 
      distance[i] = distance[i] * (-1); 
    } 

    peak1 = peaks[0][1]; 
    cout << " peak1= " << peak1; 

    for (int i = PEAKS - 1; i > 0; i--){ 
     if (distance[i] > 1) 
      peak2 = peaks[i][1]; 

    } 
    cout << " peak2= " << peak2; 


    int mid_point; 
    //int peak1, peak2; 
    short hi, low; 

    unsigned long sum1 = 0, sum2 = 0; 
    if (peak1 > peak2) 
     mid_point = ((peak1 - peak2)/2) + peak2; 
    if (peak1 < peak2) 
     mid_point = ((peak2 - peak1)/2) + peak1; 

    for (int i = 0; i<mid_point; i++) 
     sum1 = sum1 + histogram[i]; 
    for (int i = mid_point; i <= 255; i++) 
     sum2 = sum2 + histogram[i]; 
    if (sum1 >= sum2){ 
     low = mid_point; 
     hi = 255; 
    } 
    else{ 
     low = 0; 
     hi = mid_point; 
    } 

    cout << " low= " << low << " hi= " << hi; 



double threshnum = 0.5* (low + hi); 
threshold(image, thresh, threshnum, hi, THRESH_BINARY_INV); 


    waitKey(0); 
    return 0; 
} 

Aber ich weiß nicht, dieser Code korrekt ist oder nicht. Wenn es richtig ist, warum ist der Schwellenwert 202?

Welche Ideen zur Lösung dieser Aufgabe würden Sie vorschlagen? Oder auf welcher Ressource im Internet kann ich Hilfe finden?

Answer 1

Sie können auch die Max Entropy verwenden. In einigen Fällen nur die hohe Frequenz der Entropie mit

int maxentropie(const cv::Mat1b& src) 
{ 
    // Histogram 
    cv::Mat1d hist(1, 256, 0.0); 
    for (int r=0; r<src.rows; ++r) 
     for (int c=0; c<src.cols; ++c) 
      hist(src(r,c))++; 

    // Normalize 
    hist /= double(src.rows * src.cols); 

    // Cumulative histogram 
    cv::Mat1d cumhist(1, 256, 0.0); 
    float sum = 0; 
    for (int i = 0; i < 256; ++i) 
    { 
     sum += hist(i); 
     cumhist(i) = sum; 
    } 

    cv::Mat1d hl(1, 256, 0.0); 
    cv::Mat1d hh(1, 256, 0.0); 

    for (int t = 0; t < 256; ++t) 
    { 
     // low range entropy 
     double cl = cumhist(t); 
     if (cl > 0) 
     { 
      for (int i = 0; i <= t; ++i) 
      { 
       if (hist(i) > 0) 
       { 
        hl(t) = hl(t) - (hist(i)/cl) * log(hist(i)/cl); 
       } 
      } 
     } 

     // high range entropy 
     double ch = 1.0 - cl; // constraint cl + ch = 1 
     if (ch > 0) 
     { 
      for (int i = t+1; i < 256; ++i) 
      { 
       if (hist(i) > 0) 
       { 
        hh(t) = hh(t) - (hist(i)/ch) * log(hist(i)/ch); 
       } 
      } 
     } 
    } 

    // choose best threshold 

    cv::Mat1d entropie(1, 256, 0.0); 
    double h_max = hl(0) + hh(0); 
    int threshold = 0; 
    entropie(0) = h_max; 

    for (int t = 1; t < 256; ++t) 
    { 
     entropie(t) = hl(t) + hh(t); 
     if (entropie(t) > h_max) 
     { 
      h_max = entropie(t); 
      threshold = uchar(t); 
     } 
    } 
    if(threshold==0) threshold=255; 
    return threshold; 
}