Niblack 和 Sauvola 阈值处理

Niblack 和 Sauvola 阈值是局部阈值技术，适用于背景不均匀的图像，特别是在文本识别中非常有用 [1], [2]。与为整个图像计算单一全局阈值不同，这些技术通过使用特定公式为每个像素计算多个阈值，这些公式考虑了局部邻域（由以像素为中心的窗口定义）的均值和标准差。

在这里，我们使用这些算法对图像进行二值化处理，并将其与一种常见的全局阈值技术进行比较。参数 window_size 决定了包含周围像素的窗口的大小。

[1]

Niblack, W (1986), 《数字图像处理导论》, Prentice-Hall.

[2]

J. Sauvola and M. Pietikainen, “Adaptive document image binarization,” Pattern Recognition 33(2), pp. 225-236, 2000. DOI:10.1016/S0031-3203(99)00055-2

import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt

from skimage.data import page
from skimage.filters import threshold_otsu, threshold_niblack, threshold_sauvola


matplotlib.rcParams['font.size'] = 9


image = page()
binary_global = image > threshold_otsu(image)

window_size = 25
thresh_niblack = threshold_niblack(image, window_size=window_size, k=0.8)
thresh_sauvola = threshold_sauvola(image, window_size=window_size)

binary_niblack = image > thresh_niblack
binary_sauvola = image > thresh_sauvola

plt.figure(figsize=(8, 7))
plt.subplot(2, 2, 1)
plt.imshow(image, cmap=plt.cm.gray)
plt.title('Original')
plt.axis('off')

plt.subplot(2, 2, 2)
plt.title('Global Threshold')
plt.imshow(binary_global, cmap=plt.cm.gray)
plt.axis('off')

plt.subplot(2, 2, 3)
plt.imshow(binary_niblack, cmap=plt.cm.gray)
plt.title('Niblack Threshold')
plt.axis('off')

plt.subplot(2, 2, 4)
plt.imshow(binary_sauvola, cmap=plt.cm.gray)
plt.title('Sauvola Threshold')
plt.axis('off')

plt.show()