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1、itkThresholdImageFilter

該類的主要功能是通過設(shè)置低閾值、高閾值或介于高低閾值之間，則將圖像值輸出為用戶指定的值。

如果圖像值低于、高于或介于設(shè)置的閾值之間，該類就將圖像值設(shè)置為用戶指定的“外部”值（默認(rèn)情況下為“黑色”）。

該類并不對像素進(jìn)行二值化處理，輸出圖像中的像素值可以是浮點型或整型。

常用的成員函數(shù):

    Set/GetLower()：設(shè)置/獲取下限閾值Set/GetUpper()：設(shè)置/獲取上限閾值Set/GetOutsideValue()：設(shè)置/獲取“外部”像素值ThresholdAbove()：將大于或等于該閾值的值設(shè)置為OutsideValueThresholdBelow()：將小于或等于該閾值的值設(shè)置為OutsideValueThresholdOutside()：將超出上下限閾值范圍的值設(shè)置為 OutsideValue

?Example:

#include "itkImage.h"
#include "itkThresholdImageFilter.h";using namespace itk;const unsigned int  Dimension = 3;       //數(shù)據(jù)的Dimension
typedef signed short shortPixelType;
typedef itk::Image<shortPixelType, Dimension> ShortImageType;//圖像進(jìn)行閾值分割處理
bool thresholdImage(ShortImageType* image, ShortImageType* outImage)
{const short lowerThr = 200;      //設(shè)置下閾值const short upperThr = 1000;   //設(shè)置上閾值short outsideValue = 0; typedef ThresholdImageFilter<ShortImageType> thresholdFilterType;typename thresholdFilterType::Pointer thresholder = thresholdFilterType::New();thresholder->SetInput(image);thresholder->SetOutsideValue(outsideValue);設(shè)置上下閾值//thresholder->SetLower(lowerThr);//thresholder->SetUpper(upperThr);//＜下閾值的值均設(shè)為outsideValuethresholder->ThresholdBelow(lowerThr);try{thresholder->Update();}catch (itk::ExceptionObject& ex){//讀取過程發(fā)生錯誤std::cerr << "Error: " << ex << std::endl;return false;}//＞上閾值的值均設(shè)為outsideValuethresholder->ThresholdAbove(upperThr);try{thresholder->Update();}catch (itk::ExceptionObject& ex){//讀取過程發(fā)生錯誤std::cerr << "Error: " << ex << std::endl;return false;}//介于閾值之外的值均設(shè)為outsideValuethresholder->ThresholdOutside(lowerThr, upperThr);try{thresholder->Update();}catch (itk::ExceptionObject& ex){//讀取過程發(fā)生錯誤std::cerr << "Error: " << ex << std::endl;return false;}outImage = thresholder->GetOutput();return true;
}

2、itkBinaryThresholdImageFilter

2、itkBinaryThresholdImageFilter

該類的主要功能是通過閾值處理，將輸入圖像進(jìn)行二值化。

輸出的圖像像素只有兩個值：OutsideValue或者InsideValue，具體取決于相應(yīng)的輸入圖像像素是否位于高低閾值LowerThreshold和UpperThreshold之間，其中當(dāng)像素值等于任一閾值時，被認(rèn)為是在閾值之間。
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注意：LowerThreshold不得大于UpperThreshold ，否則會引發(fā)異常。

因此，通常僅需要設(shè)置其中之一，具體取決于用戶是否希望閾值高于或低于期望閾值。

常用的成員函數(shù)：

    Set/GetInsideValue()：設(shè)置/獲取“內(nèi)部”像素值Set/GetOutsideValue()：設(shè)置/獲取“外部”像素值Set/GetLowerThreshold()：設(shè)置/獲取低閾值Set/GetUpperThreshold()：設(shè)置/獲取高閾值

與itkThresholdImageFilter相比較，itkBinaryThresholdImageFilter更適用于將圖像根據(jù)兩個閾值進(jìn)行二值化處理，而itkThresholdImageFilter適用于將圖像中符合條件的像素值映射為特定的數(shù)值。

Example:

#include "itkImage.h"
#include "itkBinaryThresholdImageFilter.h";using namespace itk;const unsigned int  Dimension = 3;       //數(shù)據(jù)的Dimension
typedef signed short shortPixelType;
typedef itk::Image<shortPixelType, Dimension> ShortImageType;//圖像進(jìn)行二值化閾值分割處理
bool binaryThresholdImage(ShortImageType* image, ShortImageType* outImage)
{const short lowerThr = 0;      //設(shè)置二值化的下閾值const short upperThr = 1000;   //設(shè)置二值化的上閾值short backGround = 0;          //設(shè)置背景值short foreGround = 255;        //設(shè)置前景值typedef BinaryThresholdImageFilter<ShortImageType, ShortImageType> BThresholdFilterType;typename BThresholdFilterType::Pointer thresholder = BThresholdFilterType::New();thresholder->SetInput(image);thresholder->SetOutsideValue(backGround);thresholder->SetInsideValue(foreGround);thresholder->SetLowerThreshold(lowerThr);thresholder->SetUpperThreshold(upperThr);try{thresholder->Update();}catch (itk::ExceptionObject& ex){//讀取過程發(fā)生錯誤std::cerr << "Error: " << ex << std::endl;return false;}outImage = thresholder->GetOutput();return true;
}

3、itkOtsuThresholdImageFilter

該類的功能是使用最大類間方差法Otsu閾值設(shè)置圖像閾值。

最大類間方差法：是由日本學(xué)者大津(Nobuyuki Otsu)于1979年提出的，是一種自適合于雙峰情況的自動求取閾值的方法，又叫大津法，簡稱Otsu。是一種基于全局的二值化算法。

它是按圖像的灰度特性，將圖像分成背景和目標(biāo)兩部分。背景和目標(biāo)之間的類間方差越大，說明構(gòu)成圖像的2部分的差別越大，當(dāng)部分目標(biāo)錯分為背景或部分背景錯分為目標(biāo)都會導(dǎo)致2部分差別變小。因此，使類間方差最大的分割意味著錯分概率最小。

常用的成員函數(shù)：

Set/GetInsideValue()：設(shè)置/獲取“內(nèi)部”像素值
Set/GetOutsideValue()：設(shè)置/獲取“外部”像素值
Set/GetReturnBinMidpoint()：設(shè)置/獲取閾值是bin的中點還是最大值？ 默認(rèn)值是 bin 最大值
ReturnBinMidpointOn()：設(shè)置/獲取閾值是bin的中點還是最大值？ 默認(rèn)值是 bin 最大值
VerifyPreconditions()：驗證先決條件，驗證過程對象是否已正確配置、所有必需的輸入是否已設(shè)置以及所需的參數(shù)是否已正確設(shè)置, 如果無效，將拋出異常，在將 UpdateOutputInformation() 傳播到輸入之前調(diào)用此方法，ProcessObject 的實現(xiàn)驗證 m_NumberOfRequiredInputs 是否已設(shè)置且不為空

Code

#include "itkImage.h"
#include "itkOtsuThresholdImageFilter.h"using namespace itk;const unsigned int  Dimension = 3;       //數(shù)據(jù)的Dimension
typedef signed short shortPixelType;
typedef itk::Image<shortPixelType, Dimension> ShortImageType;bool OtsuThresholdImage(ShortImageType* image, ShortImageType* outImage)
{short outsideValue = 0;    //設(shè)置前景背景值short insideValue = 255;typedef OtsuThresholdImageFilter<ShortImageType, ShortImageType> OtsuThresholdFilterType;typename OtsuThresholdFilterType::Pointer thresholder = OtsuThresholdFilterType::New();thresholder->SetInput(image);thresholder->SetOutsideValue(outsideValue);thresholder->SetInsideValue(insideValue);try{thresholder->Update();}catch (itk::ExceptionObject& ex){//讀取過程發(fā)生錯誤std::cerr << "Error: " << ex << std::endl;return false;}outImage = thresholder->GetOutput();return true;
}

4、itkConnectedThresholdImageFilter

該類的功能是標(biāo)記連接到種子并位于值范圍內(nèi)的像素。

該類使用ReplaceValue標(biāo)記連接到初始種子且位于閾值下限和上限范圍內(nèi)的像素。

與itkThresholdImageFilter等前幾個類相比，它們雖然都是根據(jù)不同像素的灰度值或像素特征將圖像分割成不同的區(qū)域，但是此類不同的是基于連接像素的原理，通過選擇與種子像素相連的像素來進(jìn)行分割，分割的結(jié)果是連通區(qū)域，可以靈活地選擇不同的種子點和連接條件，得到不同的連通區(qū)域。

itkConnectedThresholdImageFilter適用于分割具有明顯邊界的目標(biāo)，可以得到分割結(jié)果中目標(biāo)區(qū)域的邊界比較平滑。而itkThresholdImageFilter/itkBinaryThresholdImageFilter適用于分割目標(biāo)灰度值較高或較低的區(qū)域，可以得到目標(biāo)區(qū)域與背景的清晰分割

常用的成員函數(shù)：

AddSeed()：增加種子點
ClearSeeds()：清除種子列表
SetSeed()：設(shè)置種子點
GetSeeds()：獲取種子容器
Set/GetLower()：設(shè)置/獲取下限閾值
Set/GetUpper()：設(shè)置/獲取上限閾值
Set/GetUpperInput()：設(shè)置/獲取連接到管道的上閾值輸入
Set/GetLowerInput()：設(shè)置/獲取連接到管道的下閾值輸入
SetConnectivity()：要使用的連接類型（完全連接或 4(2D)、6(3D)、2*N(ND) 連接）
Set/GetReplaceValue()：設(shè)置/獲取值以替換閾值像素， 介于Lower和Upper（含）內(nèi)的像素將被替換為該值， 默認(rèn)值為 1

Code:

#include "itkImage.h"
#include "itkConnectedThresholdImageFilter.h"using namespace itk;const unsigned int  Dimension = 3;       //數(shù)據(jù)的Dimension
typedef signed short shortPixelType;
typedef itk::Image<shortPixelType, Dimension> ShortImageType;bool connectedThresholdImage(ShortImageType* image, ShortImageType* outImage)
{const short lowerThr = 0;      //設(shè)置二值化的上下閾值const short upperThr = 1000;const short replaceValue = 255;ShortImageType::IndexType seed;seed[0] = 100;     //該值必須在圖像的三維大小范圍內(nèi)seed[1] = 100;seed[2] = 25;typedef ConnectedThresholdImageFilter<ShortImageType, ShortImageType> ConnectedThresholdFilterType;typename ConnectedThresholdFilterType::Pointer thresholder = ConnectedThresholdFilterType::New();thresholder->SetInput(image);thresholder->SetLower(lowerThr);thresholder->SetUpper(upperThr);thresholder->SetReplaceValue(replaceValue);thresholder->SetSeed(seed);try{thresholder->Update();}catch (itk::ExceptionObject& ex){//讀取過程發(fā)生錯誤std::cerr << "Error: " << ex << std::endl;return false;}outImage = thresholder->GetOutput();return true;
}