一种图像二值化处理方法、装置、设备及存储介质

摘要

本发明公开了一种图像二值化处理方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；在像素值图像内，对每一个像素值，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值；根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化，通过本发明的技术方案，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时。

说明书

技术领域

本发明实施例涉及图像处理技术，尤其涉及一种图像二值化处理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

目前图像二值化的方法可分为全局阈值方法和区域滑窗阈值方法。利用此方法，将灰度图像转换成二值化图像。目前全局阈值方法主要是求取整幅图像的平均值，或者给一个固定的值等方法作为阈值，通过此阈值对整幅图像进行二值化，此方法对对比度差，图像光照不均匀等图像中，二值化后会造成图像中的细节、关键数据丢失。区域滑窗阈值方法是在图像中选取一个窗口，在窗口内求取阈值用于窗口中心点数据进行二值化，通过滑动窗口，将整幅图像进行二值化，此方法可以很好的保留图像中的细节，关键数据信息。

区域滑窗阈值方法虽然可以很好的保留图像中的细节、关键数据信息，但是需要对每个像素点以当前像素点为中心求取窗口内所有像素的平均值，计算量很大，尤其当图像较大时，单片机处理耗时会更大。

发明内容

本发明实施例提供一种图像二值化处理方法、装置、设备及存储介质，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时。

第一方面，本发明实施例提供了一种图像二值化处理方法，包括：

根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；

获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；

在像素值图像内，对每一个像素值，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值；

根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化。

进一步的，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值包括：

计算以当前像素值为中心点的图像大块内所有像素值的平均值。

进一步的，根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化包括：

将所述图像大块的平均值与处于图像大块中心位置的图像小块所对应的所有像素点进行比对；

根据比对结果将所述原图二值化。

进一步的，根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化包括：

将所述图像大块的平均值放大预设倍数，得到第一平均值；

将所述第一平均值与处于图像大块中心位置的图像小块所对应的所有像素点进行比对；

根据比对结果将所述原图二值化。

进一步的，还包括：

根据图像小块的宽和高，以及图像大块的宽和高，确定图像大块中最多包含的图像小块数量。

第二方面，本发明实施例还提供了一种二值化处理装置，该装置包括：

划分模块，用于根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；

获取模块，用于获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；

计算模块，用于在像素值图像内，对于每一个图像小块像素值，计算当前图像小块像素值所在的图像大块内图像小块的像素值的平均值，得到图像大块的平均值；

处理模块，用于根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如本发明实施例中任一所述的图像二值化处理方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本发明实施例中任一所述的图像二值化处理方法。

本发明实施例通过根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；在像素值图像内，对于每一个图像小块像素值，计算当前图像小块像素值所在的图像大块内图像小块的像素值的平均值，得到图像大块的平均值；根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1A是本发明实施例一中的一种图像二值化处理方法的流程图；

图1B是本发明实施例一中的原图的示意图；

图1C是本发明实施例一中的像素值图像的示意图；

图2是本发明实施例二中的一种图像二值化处理装置的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

图1A为本发明实施例一提供的一种图像二值化处理法的流程图，本实施例可适用于图像二值化处理的情况，该方法可以由本发明实施例中的图像二值化处理装置来执行，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，如图1A所示，该方法具体包括如下步骤：

S110，根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块。

其中，所述图像小块的宽和高可以为设定值，也可以为根据原图大小计算得到的数值，本发明实施例对此不进行限制。

具体的，若原图大小为18*18，图像小块的宽为3，高为3，则根据图像小块的宽和高将原图划分为36个图像小块。

S120，获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值。

其中，所述图像小块的像素值为图像小块中所有像素点的平均值。

具体的，获取每一个图像小块的像素值，得到像素值图像，例如可以是，若将原图划分为36个图像小块，则获取每一个图像小块的像素值，也就是每一个图像小块中像素点的平均值，得到6*6的像素值图像。

S130，在像素值图像内，对每一个像素值，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值。

具体的，在像素值图像内，对每一个像素值，获取以当前像素值为中心点的图像大块作为当前图像大块，计算当前图像大块内像素值的平均值，例如可以是，若像素值图像为6*6图像，对每一个像素值，获取以当前像素值为中心点的图像大块，计算图像大块内像素值的平均值。

S140，根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化。

具体的，根据图像大块的平均值将原图二值化的方式可以为将图像大块的平均值与原图的图像大块中心的图像小块所对应的原图区域内所有的像素点进行比对，根据规则进行置0或者置1；也可以为将求得的图像大块的平均值乘以一个系数，将平均值进行扩大或者缩小，用来调整所要保留细节和关键数据，将调整后的图像大块的平均值与原图的图像大块中心的图像小块所对应的原图区域内所有的像素点进行比对，根据规则进行置0或者置1，本发明实施例对此不进行限制。

可选的，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值包括：

计算以当前像素值为中心点的图像大块内所有像素值的平均值。

可选的，根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化包括：

将所述图像大块的平均值与处于图像大块中心位置的图像小块所对应的所有像素点进行比对；

根据比对结果将所述原图二值化。

可选的，根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化包括：

将所述图像大块的平均值放大预设倍数，得到第一平均值；

将所述第一平均值与处于图像大块中心位置的图像小块所对应的所有像素点进行比对；

根据比对结果将所述原图二值化。

可选的，还包括：

根据图像小块的宽和高，以及图像大块的宽和高，确定图像大块中最多包含的图像小块数量。

具体的，将原图的宽和高按比例或者固定大小进行划分，分成一个个图像小块。对图像小块内的所有像素点求平均值。然后再将原图的宽和高按比例或者固定大小进行划分，确定图像大块的大小，其中，图像大块的宽和高必须大于图像小块的宽和高。计算单个图像大块中包含多少个图像小块，根据此数量，以图像小块平均值为中心点，再求图像大块的平均值，将图像小块每个平均值都应用此方法进行求取计算。最后将最后求得的平均值与原图像中的对应的小块中所有的数据对比判断，进行二值化。

在一个具体的例子中，计算图像小块的宽和高。具体的计算图像小块的宽和高的方法是根据给定的比例关系，根据原图的宽和高计算图像小块的宽和高。此处图像小块的宽和高也可以直接给出的。将原图按图像小块的宽和高进行划分，划分成若干个图像小块，当然，也会出现水平方向最后一块，竖直方向最后一块得到的宽或者高达不到图像小块的宽和高的要求，此时可以根据自己需求进行取舍，如果保留下来，则当计算到这些图像小块时，以这些图像小块的实际宽和高进行计算。假设宽方向分得的图像小块的个数是SmallAreaW，高方向分得的图像小块的个数是SmallAreaH，得到小块的总个数为SmallAreaW*SmallAreaH个。计算所有图像小块的平均值，将平均值保存到SmallAreaBuff中，SmallAreaBuff的宽为SamllAreaW，高为SmallAreaH。计算图像大块的宽和高。图像大块的宽和高可以是根据给定的比例计算出来，也可以是直接给定，但是此处计算的图像大块的宽和高应大于或者等于图像小块的宽和高。计算一个图像大块中最多可以包含多少个图像小块。具体方法是使用图像大块的宽和高分别除以图像小块的宽和高得到的数值。使用此方法可以得到一个图像大块在宽方向，高方向分别可以包含多少个图像小块。使用图像小块的平均值计算图像大块的平均值。具体方法是以当前计算的图像小块平均值为中心点，计算当前大块内所有图像小块平均值的平均值。计算完当前图像小块平均值后，再计算下一个图像小块平均值。使用此方法将所有的图像大块的平均值全部计算一遍。是将计算得到的图像大块的平均值与原图像的图像大块中心的图像小块所对应的原图区域内所有的像素点进行比对，根据规则进行置0或者置1。也可以对求得的图像大块的平均值乘以一个系数，来将图像大块的平均值进行扩大或者缩小，用来调整所要保留细节和关键数据。

在另一个具体的例子中，如图1B所示，原图为一个18*18的灰度图像，选取图像小块大小为3*3，将原图按照图像小块大小为3*3进行划分。将每一个图像小块求平均值得到如图1C所示的平均值6*6图像矩阵，设定图像大块的宽和高为9*9大小。则计算图像大块中图像小块的个数为9个。特别说明的是，因为对平均值的图像矩阵要进行滑窗，由于边界部分平均值无法满足其在图像大块平均值中心，所以将小块分别向4周扩展1个像素，得到一个8*8的矩阵。这里说明的是，扩展方法是用于方便理解。由于一个图像小块的大小是3*3，图像大块的大小是9*9，则滑动的窗口大小是3*3，滑动窗口得到的平均值矩阵与图像小块平均值矩阵相同，图像中标记的数字用于理解其滑窗后得到的阈值位置关系，最后对此6*6矩阵每一个像素点对应的原图小块进行二值化。

本发明实施例提出的技术方案与现有方法对比，在保证可以保留原图像中的细节，关键数据的同时，计算量小很多，时间也会小很多。在单片机上进行测试，结果表明，对对比度差，光照不均等图像中均可保证与现有方法得到的结果相差不大的情况下，计算时间明显变小，达到了应用的要求。

本实施例的技术方案，通过根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；在像素值图像内，对于每一个图像小块像素值，计算当前图像小块像素值所在的图像大块内图像小块的像素值的平均值，得到图像大块的平均值；根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种二值化处理装置的结构示意图。本实施例可适用于二值化处理的情况，该装置可采用软件和/或硬件的方式实现，该装置可集成在任何提供二值化处理功能的设备中，如图2所示，所述二值化处理装置具体包括：划分模块210、获取模块220、计算模块230和处理模块240。

其中，划分模块，用于根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；

获取模块，用于获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；

计算模块，用于在像素值图像内，对每一个像素值，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值，得到图像大块的平均值；

处理模块，用于根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化。

可选的，计算模块具体用于：

计算以当前像素值为中心点的图像大块内所有像素值的平均值。

可选的，处理模块具体用于：

将所述图像大块的平均值与处于图像大块中心位置的图像小块所对应的所有像素点进行比对；

根据比对结果将所述原图二值化。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

本实施例的技术方案，通过根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；在像素值图像内，对于每一个图像小块像素值，计算当前图像小块像素值所在的图像大块内图像小块的像素值的平均值，得到图像大块的平均值；根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时，以实现能够在保证图像中的细节，关键数据信息保留的情况下，大幅度减小计算量，减少单片机处理耗时。

实施例三

图3为本发明实施例三中的一种计算机设备的结构示意图。图3示出了适于用来实现本发明实施方式的示例性计算机设备12的框图。图3显示的计算机设备12仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，计算机设备12以通用计算设备的形式表现。计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，外围总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及外围组件互连(PCI)总线。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机系统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图3未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图3中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线18相连。存储器28可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器28中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口22进行。另外，本实施例中的计算机设备12，显示器24不是作为独立个体存在，而是嵌入镜面中，在显示器24的显示面不予显示时，显示器24的显示面与镜面从视觉上融为一体。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合计算机设备12使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的图像二值化处理方法：

根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；

获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；

在像素值图像内，对每一个像素值，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值；

根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化。

实施例四

本发明实施例四提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有发明实施例提供的图像二值化处理方法：

根据图像小块的宽和高将原图划分为多个图像小块；

获取所述图像小块的像素值，得到像素值图像，其中，所述像素值为图像小块中像素点的平均值；

在像素值图像内，对每一个像素值，计算当前像素值所在的图像大块内像素值的平均值；

根据所述图像大块的平均值将所述原图二值化。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。