最大类间方差(Otsu's Method)是一种在图像处理中常见的自动阈值选择方法,主要用于二值化处理。二值化是将图像转换为黑白两色的过程,有助于突出图像中的特征,如边缘和区域。Otsu's Method的目标是找到一个阈值,使得图像的前景和背景类内方差最小,而类间方差最大,从而最大程度地分离两类像素。
在这个程序中,`thresh_md` 函数实现了基于最大类间方差的阈值选择过程。以下是该程序的主要步骤:
1. 函数读取图像文件`a`,并将其转换为灰度图像,通过调用`rgb2gray`函数。
2. 使用`imshow`显示灰度图像,便于观察。
3. 计算灰度图像的直方图`count`,这表示每个灰度级出现的频率,并对总数进行归一化。
4. 寻找直方图的第一个非零灰度级`st`作为前景的起始点,以及最后一个非零灰度级`nd`作为背景的终点。
5. 定义`f`数组,存储归一化后每个灰度级的概率`count(st+1:nd+1)`。
6. 初始化变量`p`为`st`,`q`为`nd-st`,`u`为0,用于计算像素的平均值。
7. 遍历灰度级,计算每个灰度级的平均值`ua(i)`以及累加概率`w(i)`。
8. 计算类间方差`d`,这是基于像素概率的加权平方差,它反映了不同灰度级别的分离程度。
9. 使用`max`函数找出`d`中的最大值`y`及其对应的灰度级索引`tp`,这个索引代表最佳阈值位置。
10. 最终的阈值`th`是`tp+p`,结合了`tp`和前景起始点`p`。
11. 使用双层循环遍历图像,将所有灰度值大于`th`的像素设为0(黑色),小于等于`th`的像素设为255(白色)。
12. 再次显示二值化后的图像。
这个程序的核心是通过最大化类间方差来确定阈值,以达到最佳的前景与背景分割效果。在实际应用中,这种方法对于光照变化、噪声等因素有较好的适应性,广泛应用于文字识别、医学图像分析等领域。