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1、 设图像二值化按下述公式进行：设图像二值化按下述公式进行：图像二值化的阈值选择图像二值化的阈值选择式中：式中：G(i ,j )是原是原图像中图像中(i ,j )处像素的灰度；处像素的灰度； G Gb b(i ,j )(i ,j )是二值化后该点的像素值；是二值化后该点的像素值； T T为用于二值化处理的阈值。为用于二值化处理的阈值。值化转换与抖动算法全局阈值化全局阈值化 P P参数法参数法设设图图像像的的面面积积为为S S0 0，从从图图像像中中划划分分出出来来的的对对象象的的面积约为，（对象面积为区域的总像素数）面积约为，（对象面积为区域的总像素数） 适用于图纸中的图形和文字等从图像中分离适
2、用于图纸中的图形和文字等从图像中分离则：则： P = S/S P = S/S0 0状态法状态法 如如果果图图像像直直方方图图中中存存在在两两个个峰峰值值灰灰度度分分布布，则则谷谷底底处的灰度值为图像的阈值处的灰度值为图像的阈值 T对象和对象背景灰对象和对象背景灰度值差别很大时度值差别很大时值化转换与抖动算法微分直方图法微分直方图法 当当图图像像中中对对象象和和背背景景的的边边界界处处于于灰灰度度急急剧剧变变化化的的部部分分（边边缘缘）时时，则则需需要要利利用用灰灰度度的的变变化化率率（微分值）来决定阈值。（微分值）来决定阈值。 过程：过程：（1 1）计算像素点的灰度值）计算像素点的灰度值值化转
3、换与抖动算法（2）对图像中其他具有同样灰度的像素执行类似计算。（3）求图像中灰度值为G的所有像素微分值的和（4）得到微分直方图（5）选择微分值最高的点对应的灰度值作为阈值。值化转换与抖动算法判别分析法判别分析法在灰度直方图中将灰度值的集合用事先设定的阈在灰度直方图中将灰度值的集合用事先设定的阈值分为两组，根据两组灰度平均值的方差的比，值分为两组，根据两组灰度平均值的方差的比，求出最佳分离值求出最佳分离值T T，则，则T T便是所求的阈值。具体描便是所求的阈值。具体描叙如下叙如下: : 设有一灰度为设有一灰度为L L级的图像级的图像,T,T为其二值化阀值为其二值化阀值, ,将将图像分成灰度值图像
4、分成灰度值G1(i,j)=TG1(i,j)=T和灰度值和灰度值G2(I,j)T G2(I,j)T 两部分两部分; ;组组1 1灰度像素数为灰度像素数为n1,n1,平均灰度值为平均灰度值为m1,m1,方方差为差为1;1;组组2 2灰度像素数为灰度像素数为n2,n2,平均灰度值为平均灰度值为m2,m2,方差为方差为2; 2; 图像总体平均灰度值为图像总体平均灰度值为m;m;则则 组内方差组内方差: : 2 2I I=n=n1 1* * 2 21 1+n+n2 2* *2 22 2 组间方差组间方差: :2 2B B=n=n1 1(m-m1)(m-m1)2 2+n+n2 2(m-m2)(m-m2)2
5、 2值化转换与抖动算法最佳分离值最佳分离值T为为: T=max2 2B B(t)/ (t)/ 2 2I I(t)(t) (t=1,2,L) (t=1,2,L)优点：直方图没有两个峰值也可以求出阈优点：直方图没有两个峰值也可以求出阈值值但结果不一定可靠。但结果不一定可靠。值化转换与抖动算法自适应阈值法自适应阈值法 用不同的阈值来实现图像的二值化的方法。用不同的阈值来实现图像的二值化的方法。针针对对不不同同的的灰灰度度分分布布，把把灰灰度度阈阈值值取取为为随随位位置置而变化的函数。而变化的函数。 双固定阈值法双固定阈值法 设定两个固定的阈值设定两个固定的阈值T T1 1 和和T T2 2 （T T
6、1 1 T T2 2则：则： 值化转换与抖动算法例： 设计一个灰度变换，将图像中最暗的5%的图像像素映射为黑（0），最亮的10%的图像像素映射为白（255），其他所有像素在黑与白之间线性地变换。（画出坐标轴、变换） 值化转换与抖动算法0255255输入输出13x230y值化转换与抖动算法三三. .阈值转换命令阈值转换命令值化转换与抖动算法1.1.指定阈值法：指定阈值法：Image/Adjust/ThreshlodImage/Adjust/Threshlod 图像被转为高对比度的黑白图像；图像被转为高对比度的黑白图像； 根据需要确定阈值根据需要确定阈值T T； 但不一定得到真正的二值图像。但不一
7、定得到真正的二值图像。 （通道数未改变）（通道数未改变） 值化转换与抖动算法2.2.二值图像转换方法的概述二值图像转换方法的概述 Image/Mode/Grayscale Image/Mode/Grayscale ImageModeBitmapImageModeBitmapOutput:Output:指定转换为二值图像后的分辨率；指定转换为二值图像后的分辨率；Method:Method:规定二值化图像的方法；规定二值化图像的方法；值化转换与抖动算法50% Threshold(50% Threshold(指定阈值二值化图像指定阈值二值化图像) ) 特点：特点：图像没有层次变化；图像没有层次变化；
8、方法简单方法简单11为打印点（着墨）为打印点（着墨）值化转换与抖动算法抖动：通过混合颜色表中已有颜色的像素，来模抖动：通过混合颜色表中已有颜色的像素，来模 拟并不存在的颜色。拟并不存在的颜色。 原理：原理： 利用一个固定的抖动矩阵对图像二值化操作利用一个固定的抖动矩阵对图像二值化操作最有代表性的是最有代表性的是BayerBayer抖动算法。抖动算法。 式中：式中：n=2n=22 2 ,2 ,23 3,2,24 422r r；U Un n表示各成分都为表示各成分都为1 1的的nn nn 阶单位矩阵；设阶单位矩阵；设D D1 1=0=0，则可求出，则可求出 的值。的值。 模式抖动（模式抖动（Pat
9、tern Dither）值化转换与抖动算法值化转换与抖动算法特点：特点： 执行速度快；执行速度快； 能模拟灰度层次；能模拟灰度层次； 适应于高适应于高分辨率输出；分辨率输出； 有固定的模式强加于整幅图像；有固定的模式强加于整幅图像；（着墨）（着墨）值化转换与抖动算法5157011015012325081120801852135690130140158190210220230244250110821001241461231119315713515082100抖动矩阵抖动矩阵004690235751113358891113131415150二进制右二进制右移四位移四位原图像原图像70=70=（01
10、00011001000110） （0000000001000100）=4=40810129130值化转换与抖动算法扩散抖动（扩散抖动（Diffusion DitherDiffusion Dither） 用误差扩散法转移到图像的其他像素上用误差扩散法转移到图像的其他像素上 常常用用的的误误差差扩扩散散算算法法有有Floyd-SteinbergFloyd-Steinberg过过滤器、滤器、StuckiStucki过滤器等。过滤器等。 Floyd-Steinberg Floyd-Steinberg过滤器即误差分配表：过滤器即误差分配表： X 7 X 7 3 5 1 3 5 1 在这个过滤器中，数字总
11、和为在这个过滤器中，数字总和为1616特点：特点：有细腻层次表现有细腻层次表现适用于低分辨率输出适用于低分辨率输出采用螺旋式扫描采用螺旋式扫描有噪声，但有噪声，但没有明显的人工因素没有明显的人工因素值化转换与抖动算法值化转换与抖动算法值化转换与抖动算法Custom PatternCustom Pattern选项选项 通过通过自定义的抖动矩阵自定义的抖动矩阵模拟打印灰度图像的效模拟打印灰度图像的效果，为此需先定义一种图案，作为半色调网屏进行果，为此需先定义一种图案，作为半色调网屏进行加网处理。加网处理。 值化转换与抖动算法值化转换与抖动算法作业：作业：1.1.什么叫直方图？直方图的性质和用途是什
12、么？什么叫直方图？直方图的性质和用途是什么？2.2.如何将彩色图像转化为二值图像？转化为二值如何将彩色图像转化为二值图像？转化为二值 图像的方法有那几种？图像的方法有那几种？3.3.阈值的概念是什么？确定阈值的具体方法有那阈值的概念是什么？确定阈值的具体方法有那 些？些？4.4.利利用用BayerBayer抖抖动动矩矩阵阵，写写出出下下列列图图像像二二值值化化的的结果。结果。564152411677038123819481349252714510值化转换与抖动算法1 请做出加色原理和减色原理的色彩示意图（用工作模式，5x5cm, .psd格式保存）值化转换与抖动算法2 写出对一幅CMYK图像分色，并作半色调加网操作的过程。并在Photoshop中模拟印刷后的效果。（分离通道二值化加网模拟输出）值化转换与抖动算法
