Méthode d'Otsu

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Exemple d'une image seuillée par l'algorithme d'Otsu
Image originale

En vision par ordinateur et traitement d'image, la méthode d'Otsu est utilisée pour effectuer un seuillage automatique à partir de la forme de l'histogramme de l'image[1], ou la réduction d'une image à niveaux de gris en une image binaire. L'algorithme suppose alors que l'image à binariser ne contient que deux classes de pixels, (c'est-à-dire le premier plan et l'arrière-plan) puis calcule le seuil optimal qui sépare ces deux classes afin que leur variance intra-classe soit minimale[2]. L'extension de la méthode originale pour faire du seuillage à plusieurs niveaux est appelée Multi Otsu method[3]. Le nom de cette méthode provient du nom de son initiateur, Nobuyuki Otsu (大津展之, Ōtsu Nobuyuki?).

Méthode[modifier | modifier le code]

Dans la méthode d'Otsu, le seuil qui minimise la variance intra-classe est recherché à partir de tous les seuillages possibles :


Les poids représentent la probabilité d'être dans la ème classe, chacune étant séparée par un seuil . Finalement, les sont les variances de ces classes.

Otsu montre que minimiser la variance intra-classe revient à maximiser la variance inter-classe[2]:


qui est exprimée en termes des probabilités de classe et des moyennes de classes qui à leur tour peuvent être mises à jour itérativement.Cette idée conduit à un algorithme efficace.

Algorithme[modifier | modifier le code]

  1. Calculer l'histogramme et les probabilités de chaque niveau d'intensité
  2. Définir les et initiaux
  3. Parcourir tous les seuils possibles intensité max
    1. Mettre à jour et
    2. Calculer
  4. Le seuil désiré correspond au maximum.

Références[modifier | modifier le code]

  1. (en) M. Sezgin and B. Sankur, « Survey over image thresholding techniques and quantitative performance evaluation », Journal of Electronic Imaging, vol. 13, no 1,‎ , p. 146–165 (DOI 10.1117/1.1631315)
  2. a et b (en) Nobuyuki Otsu, « A threshold selection method from gray-level histograms », IEEE Trans. Sys., Man., Cyber., vol. 9,‎ , p. 62–66 (DOI 10.1109/TSMC.1979.4310076)
  3. (en) Ping-Sung Liao and Tse-Sheng Chen and Pau-Choo Chung, « A Fast Algorithm for Multilevel Thresholding », J. Inf. Sci. Eng., vol. 17, no 5,‎ , p. 713–727

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]