基于MODIS影像的北极冰水分类方法对比研究

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作者 孙绍哲 邝慧妍 +2 位作者 叶玉芳 于志同 惠凤鸣 《极地研究》 北大核心 2025年第1期39-54,共16页

北极海冰作为冰冻圈的重要组成部分,对全球气候变化具有重要影响。开展极地冰水分类研究可以获取精细的海冰覆盖范围变化,为船舶航行提供关键的冰况信息。本文基于25景北极地区的MODIS近红外波段光学影像,依据海冰和海水在该波段反射率... 北极海冰作为冰冻圈的重要组成部分,对全球气候变化具有重要影响。开展极地冰水分类研究可以获取精细的海冰覆盖范围变化,为船舶航行提供关键的冰况信息。本文基于25景北极地区的MODIS近红外波段光学影像,依据海冰和海水在该波段反射率差异大的特点,利用直方图动态阈值法、迭代阈值法、最大熵阈值法、大津法以及基于大津法的遗传算法5种方法开展冰水分类研究和定量化对比评估。结果表明,对于反射率直方图为双峰分布的影像(影像中无薄冰),5种方法均能得到较为准确的冰水分类结果,总体分类精度均在0.82以上。当反射率直方图为三峰分布时(影像中有薄冰),迭代阈值法、最大熵阈值法和大津法均存在错分现象,总体分类精度均在0.76以下,而直方图动态阈值法和基于大津法的遗传算法能够准确获取冰水分类阈值,其分类结果的总体精度均能达到0.94以上。总体上,迭代阈值法和最大熵阈值法在冰水分类求取阈值上存在明显的高估问题,特别是对于反射率直方图为三峰分布的影像;大津法在面对反射率直方图为双峰或三峰分布的影像时,均能识别出阈值所在的波谷位置,但在分类结果上存在一定偏差;而直方图动态阈值法和基于大津法的遗传算法在基于阈值法的冰水分类方法中具有较强的鲁棒性,更加适用于北极地区不同冰况下的冰水分类研究,其结果可为极区航行以及大尺度海冰观测与数据模拟提供重要参考。 展开更多

关键词 光学影像 冰水分类 近红外波段 直方图动态阈值法 基于大津法的遗传算法

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基于改进暗目标法山区HJ CCD影像气溶胶光学厚度反演 被引量：10

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作者 赵志强 李爱农 +1 位作者 边金虎 黄成全 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1479-1487,共9页

国产HJ CCD影像在环境与灾害监测预报方面具有巨大的应用潜力,但其缺少中红外波段无法直接应用传统暗目标法反演气溶胶光学厚度,尤其山区受地形影响,气溶胶时空分布变化显著,影响了HJ CCD影像的大气校正精度。基于山区森林植被分布广的... 国产HJ CCD影像在环境与灾害监测预报方面具有巨大的应用潜力,但其缺少中红外波段无法直接应用传统暗目标法反演气溶胶光学厚度,尤其山区受地形影响,气溶胶时空分布变化显著,影响了HJ CCD影像的大气校正精度。基于山区森林植被分布广的特点引入红波段直方图阈值法自动提取山区浓密植被暗像元,构建红蓝波段地表反射率间的线性关系,利用6S辐射传输模型建立查找表反演暗像元的气溶胶光学厚度,并通过空间插值推演到整幅影像。HJ CCD影像反演结果与MODIS气溶胶产品的空间分布趋势一致性非常好,且前者具有更高的空间分辨率特性,更适合山区气溶胶的遥感监测。二者的散点图拟合曲线为y=0.828 6x-0.001,R2达到0.984 3,表明改进暗目标法能有效地反演山区HJ CCD影像气溶胶光学厚度。工作中对传统暗目标法的改进有效地解决了HJ CCD影像只有可见光、近红外波段,在求解辐射传输方程时信息不足的问题,同时,改进方法中充分考虑了山区复杂地形环境的影响,为山区HJ CCD影像进行逐点大气校正奠定了基础,并为其自动化处理提供了可能。分析还显示,红波段直方图阈值法提取浓密森林暗像元比NDVI阈值法具有明显的优势;查找表建立和暗像元红、蓝波段地表反射率关系都会显著的影响气溶胶光学厚度的反演精度,是进一步改善算法、提高反演精度的重要研究方向。 展开更多

关键词 HJ CCD影像 红波段直方图阈值法 改进暗目标法 气溶胶光学厚度 山区

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一种激光线位置准确提取方法 被引量：3

3

作者 熊联欢 李德华 胡汉平 《红外与激光工程》 EI CSCD 1998年第5期39-43,共5页

用主动视觉方法获取物体表面的空间和彩色信息需要充分利用照射在物体表面上的激光线所包含的信息,因此,准确地将激光线在图像中的位置提取出来就成为主动视觉方法中的一个关键问题。但是,由于遮挡、物体表面反射特性等的影响,所摄图像... 用主动视觉方法获取物体表面的空间和彩色信息需要充分利用照射在物体表面上的激光线所包含的信息,因此,准确地将激光线在图像中的位置提取出来就成为主动视觉方法中的一个关键问题。但是,由于遮挡、物体表面反射特性等的影响,所摄图像不能反映出激光线的准确和完整的信息,从而给激光线位置的准确提取带来困难。文中分析了激光带状线的提取方法和将其单像素细化的方法,并且采用三次样条函数插值方法进行补断。实验结果说明该方法能比较准确地将图像中的激光线位置提取出来。 展开更多

关键词 计算机视觉 主动视觉 激光线位置 提取方法

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灰度图象的二维Otsu自动阈值分割法 被引量：363

4

作者 刘健庄 栗文青 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 1993年第1期101-105,共5页

Otsu法是最常用的利用图象一维灰度直方图的阈值化方法之一,本文的目的是将它推广到二维直方图。二维Otsu法除了考虑象素点的灰度信息外还考虑了象素点与其邻域的空间相关信息。通过与一维的Otsu法比较表明,在有噪声的图象中,本文提出... Otsu法是最常用的利用图象一维灰度直方图的阈值化方法之一,本文的目的是将它推广到二维直方图。二维Otsu法除了考虑象素点的灰度信息外还考虑了象素点与其邻域的空间相关信息。通过与一维的Otsu法比较表明,在有噪声的图象中,本文提出的方法性能好得多。 展开更多

关键词 图象分割 灰度图象 阈值化

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Otsu多阈值快速求解算法 被引量：31

5

作者 刘艳 赵英良 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第12期3363-3365,共3页

最大类间方差(Otsu)方法计算简单,分割效果良好,广泛应用于图像的单阈值分割。为了使Otsu方法能够适应于更加复杂的图像,很多学者对其进行了多阈值的推广,但存在计算量大、效率低的问题。针对此不足,对Otsu方法也进行了多阈值的推广,首... 最大类间方差(Otsu)方法计算简单,分割效果良好,广泛应用于图像的单阈值分割。为了使Otsu方法能够适应于更加复杂的图像,很多学者对其进行了多阈值的推广,但存在计算量大、效率低的问题。针对此不足,对Otsu方法也进行了多阈值的推广,首先划分直方图区间,然后采用快速二分法求取区间中的阈值以实现Otsu方法的多阈值扩展,使其在保持良好分割效果的基础上大大节省了时间。实验说明了该算法的有效性。 展开更多

关键词 图像分割 直方图区间 局部阈值 最大类间方差法 多阈值

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改进的二维Otsu图像分割方法的研究 被引量：10

6

作者 邱丽君 侯德文 王依才 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第33期195-197,共3页

为提高传统二维Otsu法的分割精度,尤其是对图像中小目标的分割精度,提出具体的改进方法:在传统二维Otsu法的基础上,对二维灰度直方图进行坐标变换,并将传统计算公式进行调整,改进阈值分割方法。实验结果表明,改进的阈值分割方法与传统... 为提高传统二维Otsu法的分割精度,尤其是对图像中小目标的分割精度,提出具体的改进方法:在传统二维Otsu法的基础上,对二维灰度直方图进行坐标变换,并将传统计算公式进行调整,改进阈值分割方法。实验结果表明,改进的阈值分割方法与传统算法相比较,提高了识别能力和分割效率。 展开更多

关键词 二维灰度直方图 OTSU法 坐标变换 阈值分割

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基于Otsu理论的灰度图像分割算法研究和改进 被引量：22

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作者 李宏 张冬生 +1 位作者 林义刚 王兰兰 《科学技术与工程》 2010年第22期5437-5440,共4页

Otsu算法是利用最大类间方差准则对图像像素进行阈值分割。二维Otsu算法是在一维Otsu算法的基础上提出的,但是其计算量大,且只有当图像每个类的像素数目接近彼此时才能得到满意的结果。对二维直方图重新划分,改变阈值的求解范围,提高分... Otsu算法是利用最大类间方差准则对图像像素进行阈值分割。二维Otsu算法是在一维Otsu算法的基础上提出的,但是其计算量大,且只有当图像每个类的像素数目接近彼此时才能得到满意的结果。对二维直方图重新划分,改变阈值的求解范围,提高分割准确率和减少阈值计算时间。实验结果表明该方法提高分割效率,对含噪声的图像分割效果较好。 展开更多

关键词 二维Otsu算法 阈值分割 直方图

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融合非局部空间灰度信息的三维Otsu法 被引量：4

8

作者 赵凤 范九伦 《计算机工程与应用》 CSCD 2013年第3期30-33,39,共5页

为了提高最大类间方差阈值分割法(Otsu)对于图像噪声的鲁棒性,提出融合非局部空间灰度信息的三维Otsu法。该方法利用图像像素的灰度信息、邻域中值灰度信息和非局部空间灰度信息进行直方图统计,构建新颖的三维直方图,采用最大类间方差... 为了提高最大类间方差阈值分割法(Otsu)对于图像噪声的鲁棒性,提出融合非局部空间灰度信息的三维Otsu法。该方法利用图像像素的灰度信息、邻域中值灰度信息和非局部空间灰度信息进行直方图统计,构建新颖的三维直方图,采用最大类间方差作为阈值选取准则。实验结果表明新方法对于噪声的鲁棒性要优于原始三维Otsu法,能够获得更加令人满意的分割结果。 展开更多

关键词 非局部空间灰度信息 三维直方图 OTSU法 阈值分割

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基于ONDPI的海岸养殖池塘遥感影像提取研究 被引量：10

9

作者 裴亮 王金鑫 +1 位作者 屈慧慧 桑学锋 《海洋测绘》 CSCD 2020年第5期40-44,共5页

以Sentinel-2、Landsat-8卫星影像为数据源,以海岸养殖池塘为研究对象,针对养殖池塘的特点,提出了基于归一化差异池塘指数(NDPI)的面向对象结合法(ONDPI)。并以天津市某一海岸养殖区为例,与传统的水体指数结合直方图阈值分割法进行对比... 以Sentinel-2、Landsat-8卫星影像为数据源,以海岸养殖池塘为研究对象,针对养殖池塘的特点,提出了基于归一化差异池塘指数(NDPI)的面向对象结合法(ONDPI)。并以天津市某一海岸养殖区为例,与传统的水体指数结合直方图阈值分割法进行对比实验。实验表明ONDPI能够对遥感影像中的海岸养殖池塘进行有效提取,提取精度达到95%以上,优于其他方法,能够为海岸池塘养殖的规划管理提供参考数据。 展开更多

关键词 遥感影像 海岸养殖池塘提取 水体指数法 直方图阈值分割 归一化差异池塘指数 面向对象结合法

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一种邻域均值加权最大类间方差的阈值分割法 被引量：17

10

作者 李宝顺 王玮 +1 位作者 包亚萍 李义丰 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2014年第6期1368-1372,共5页

对应用广泛的阈值图像分割的最大类间方差法进行了研究,在深入分析了现有的Neighborhood Valley-Emphasis Method存在的问题的基础上,提出一种邻域均值加权最大类间方差的阈值分割法Neighborhood-Mean Valley-Emphasis Method.其核心思... 对应用广泛的阈值图像分割的最大类间方差法进行了研究,在深入分析了现有的Neighborhood Valley-Emphasis Method存在的问题的基础上,提出一种邻域均值加权最大类间方差的阈值分割法Neighborhood-Mean Valley-Emphasis Method.其核心思想是,对最大类间方差法进行邻域均值加权;根据灰度值出现的次数生成直方图,取每个灰度值的邻域区间,求得灰度值出现次数的邻域均值,同时求得类间方差,用邻域均值加权类间方差,使得阈值在类间方差最大且是直方图的极小点处取得,提高了算法的准确性,另一方面,邻域均值有均值滤波器的效果,增强了算法的抗噪性.实验结果表明,改进的最大类间方差法NeighborhoodMean Valley-Emphasis Method大大降低了因加权溢出而导致算法失效的可能性,扩大了适用范围,增强了鲁棒性. 展开更多

关键词 直方图 最大类间方差 邻域均值谷强调法 多阈值

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基于噪声图像2-D直方图的快速分割方法 被引量：4

11

作者 董立菊 于戈 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期220-223,共4页

提出了一个基于2D直方图的有效的图像分割算法·该算法运用了迭代优化方式,使一个加权平方和目标函数最小化,从而在灰度直方图上获得最优的图像分割效果·从基于2D直方图的图像分割结果上看,该算法同Otsu算法、熵算法具有非常... 提出了一个基于2D直方图的有效的图像分割算法·该算法运用了迭代优化方式,使一个加权平方和目标函数最小化,从而在灰度直方图上获得最优的图像分割效果·从基于2D直方图的图像分割结果上看,该算法同Otsu算法、熵算法具有非常相近的分割结果,而且该算法占有时间上的优势充分体现出来·因此,在要求实时性较高的系统中,例如,实时识别、实时跟踪和监控等系统,新算法具有更大的应用价值· 展开更多

关键词 直方图 优化 分割 阈值 OTSU方法 熵方法

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快速二维直方图斜分最小误差的图像阈值分割 被引量：10

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作者 张新明 李振云 孙印杰 《电光与控制》 北大核心 2012年第6期8-12,40,共6页

鉴于二维斜分法的优势,提出了一种快速二维直方图斜分最小误差的阈值分割方法。首先将二维直方图斜分原理运用到最小误差阈值法中使得分割更准确,然后对其阈值选取公式进行简化得到最简公式,并利用此公式导出其一般递推算法,最后将二维... 鉴于二维斜分法的优势,提出了一种快速二维直方图斜分最小误差的阈值分割方法。首先将二维直方图斜分原理运用到最小误差阈值法中使得分割更准确,然后对其阈值选取公式进行简化得到最简公式,并利用此公式导出其一般递推算法,最后将二维直方图概率分布特性与这种算法有机结合得到新型的递推算法来提高运行速度。实验结果表明,与二维直线型最小误差阈值分割法相比,算法效率更高,与其递推算法相比,所提出的新型递推算法的运行速度更快,约快4倍。 展开更多

关键词 图像分割 ·阈值法 二维直方图斜分 最小误差 递推算法

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绝缘子串红外图像中单个绝缘子盘面的提取方法 被引量：25

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作者 陈芳 姚建刚 +1 位作者 李佐胜 李文杰 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期220-224,共5页

应用组合方法分割绝缘子串红外图像,首先采用改进的一维直方图灰度拉伸法增强绝缘子红外图像;然后用Otsu法对图像进行阈值分割;图像二值化后,采用形态学开启、闭合操作对图像进行去噪;再用梯度法提取图像边缘。绝缘子串中单个绝缘子盘... 应用组合方法分割绝缘子串红外图像,首先采用改进的一维直方图灰度拉伸法增强绝缘子红外图像;然后用Otsu法对图像进行阈值分割;图像二值化后,采用形态学开启、闭合操作对图像进行去噪;再用梯度法提取图像边缘。绝缘子串中单个绝缘子盘面灰度没有明显差别,故采用最小二乘法拟合单个绝缘子盘面边缘;同时绝缘子串中各个绝缘子盘面遮挡部分不同,故对串中各个绝缘子未被遮挡的半盘面图像进行了提取。 展开更多

关键词 绝缘子 阈值 一维直方图 图像二值化 形态学 最小二乘法

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灰度图像最小误差阈值分割法的二维推广 被引量：48

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作者 范九伦 雷博 《自动化学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第4期386-393,共8页

一维最小误差阈值法假设了目标和背景的灰度分布服从混合正态分布.考虑到噪声等因素对图像质量的影响,本文在二维灰度直方图上,基于二维混合正态分布假设,给出一维最小误差阈值法的二维推广表达式,为了提高算法的运行速度,也给出了快速... 一维最小误差阈值法假设了目标和背景的灰度分布服从混合正态分布.考虑到噪声等因素对图像质量的影响,本文在二维灰度直方图上,基于二维混合正态分布假设,给出一维最小误差阈值法的二维推广表达式,为了提高算法的运行速度,也给出了快速递推算法.实验表明,二维最小误差阈值法是一个有效的图像分割算法,能够更好地适应目标和背景方差相差较大的图像及噪声图像的分割问题. 展开更多

关键词 阈值分割 最小误差阈值法 二维扶度直方图

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灰度图像的二维交叉熵阈值分割法 被引量：32

15

作者 雷博 范九伦 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1572-1576,共5页

在解释和说明Li与Lee提出的一维交叉熵阈值分割方法的基础上,将其推广到二维灰度直方图上,提出了二维交叉熵图像分割算法.为了克服二维空间上运算复杂性高、运算量大的缺点,给出了二维交叉熵阈值法的快速递推公式.与二维Otsu法相比,二... 在解释和说明Li与Lee提出的一维交叉熵阈值分割方法的基础上,将其推广到二维灰度直方图上,提出了二维交叉熵图像分割算法.为了克服二维空间上运算复杂性高、运算量大的缺点,给出了二维交叉熵阈值法的快速递推公式.与二维Otsu法相比,二维交叉熵阈值法能够更好地适应目标和背景方差相差较大的情形,是一种有效的阈值分割方法. 展开更多

关键词 阈值分割 OTSU法 交叉熵 二维直方图

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三维最小误差阈值法及其快速递推算法 被引量：4

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作者 刘金 余志斌 金炜东 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第9期2073-2080,共8页

针对现有算法无法有效解决混合噪声图像的阈值分割的问题,该文提出3维最小误差阈值法。该方法充分考虑图像像元点的灰度分布信息及像元点之间的灰度相关信息,结合图像灰度、均值和中值信息,构造出3维观测空间。然后基于相对熵定义出3维... 针对现有算法无法有效解决混合噪声图像的阈值分割的问题,该文提出3维最小误差阈值法。该方法充分考虑图像像元点的灰度分布信息及像元点之间的灰度相关信息,结合图像灰度、均值和中值信息,构造出3维观测空间。然后基于相对熵定义出3维最佳阈值判别式。为了提高该算法的处理速度,给出相应的快速递推算法,其时间复杂度为O(L3)。实验结果表明,在不同噪声环境及非均匀光照条件下,尤其对混合噪声图像,与现有方法相比,文中算法均取得了更好的分割效果。 展开更多

关键词 图像处理 阈值分割 最小误差阈值法 3维灰度直方图 相对熵

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二维直线型最小误差阈值分割法 被引量：15

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作者 范九伦 雷博 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期1801-1806,共6页

一维最小误差阈值法假设了目标和背景的灰度分布服从混合正态分布。考虑到噪声等因素对图像质量的影响,该文在二维灰度直方图上,基于二维混合正态分布假设,给出二维直线型最小误差阈值法的表达式。为了提高算法的运行速度,也给出了快速... 一维最小误差阈值法假设了目标和背景的灰度分布服从混合正态分布。考虑到噪声等因素对图像质量的影响,该文在二维灰度直方图上,基于二维混合正态分布假设,给出二维直线型最小误差阈值法的表达式。为了提高算法的运行速度,也给出了快速递推算法。实验表明,二维直线型最小误差阈值法是一个有效的图像分割算法,能够更好地适应目标和背景方差相差较大的含噪图像分割问题。 展开更多

关键词 图像处理 阈值分割 最小误差阈值法 二维灰度直方图

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流化床床高检测系统中直方图阀值的确定

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作者 李锐 曲鸿彬 +1 位作者 方庆琯 谢能刚 《机电工程》 CAS 2007年第2期47-48,共2页

介绍了在粮食流化床床高检测系统中流态化粮食直方图的特征,并给出了直方图阀值的确定方法。该方法为测定流化床床高和保证粮食流态化的顺利、稳定进行提供了理论依据。

关键词 流化床 直方图 阀值法

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对二维Renyi熵阈值法的错误纠正 被引量：1

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作者 吴成茂 范九伦 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2006年第9期34-37,共4页

熵阈值法因其实现简单、性能稳定、具有良好的信息论背景而成为图像分割中最基本、最有效的分割方法,并在实际中得到了大量的应用。论文首先指出了有关“二维Renyi熵阈值法”一文推导过程中存在的错误;其次,给出了有关二维直方图熵阈值... 熵阈值法因其实现简单、性能稳定、具有良好的信息论背景而成为图像分割中最基本、最有效的分割方法,并在实际中得到了大量的应用。论文首先指出了有关“二维Renyi熵阈值法”一文推导过程中存在的错误;其次,给出了有关二维直方图熵阈值法的正确结论。最后,用实验结果表明结论是正确的。 展开更多

关键词 图像分割 阈值法 RENYI熵 二维直方图

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基于图像直方图的车牌图像二值化方法研究 被引量：6

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作者 李刚 宋文静 《交通运输系统工程与信息》 EI CSCD 2009年第1期113-116,共4页

在基于数字图像处理的车牌识别技术的研究过程中,因为车牌定位和字符分割一般都是基于车牌区域的二值化结果进行的,因此对图像的二值化是非常关键的一步,二值化的效果直接影响到后面的车牌定位以及字符分割.二值化最主要的是阈值的确定... 在基于数字图像处理的车牌识别技术的研究过程中,因为车牌定位和字符分割一般都是基于车牌区域的二值化结果进行的,因此对图像的二值化是非常关键的一步,二值化的效果直接影响到后面的车牌定位以及字符分割.二值化最主要的是阈值的确定,文章对比了几种常规的车牌图像全局阈值二值化处理算法,并重点分析了最大类间方差法和KSW最大熵法的基本原理和微机仿真结果,发现这些方法不够理想.然后提出一种新的方法——基于图像直方图波形分析的车牌图像二值化处理算法,经过大量试验证明,该算法在进行车牌图像二值化处理时效果非常理想. 展开更多

关键词 车牌识别 二值化 阈值 最大类间方差法 最大熵法 图像直方图

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