其中：σ²(T)為兩類間最大方差，W_A為目標(biāo)概率，μ_a為目標(biāo)的平均灰度，W_B為背景概率，μ_b為背景平均灰度，μ為圖像總體平均灰度。即閾值T將圖像分成A、B兩部分，使得兩類總方差σ²(T)取最大值的T，即為最佳分割閾值。
    為了實(shí)現(xiàn)對(duì)顯微圖像中目標(biāo)的數(shù)目以及直徑、面積等幾何特征的統(tǒng)計(jì)測(cè)量，采用了對(duì)二值圖像的目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記歸類的算法^[7]。首先對(duì)二值圖像的目標(biāo)區(qū)域從左到右、自上而下進(jìn)行掃描，若為目標(biāo)點(diǎn)，則對(duì)其加以標(biāo)記，并根據(jù)八連通原則將屬于同一個(gè)顆粒的目標(biāo)圖像賦予相同的數(shù)值。標(biāo)記歸類算法示意圖如圖4所示。由于目標(biāo)的幾何形狀是不規(guī)則的，一次掃描不能夠把所有目標(biāo)全部區(qū)分開來(lái)，因此要對(duì)二值圖像進(jìn)行多次掃描。圖4(a)表示二值圖像（黑色區(qū)域?yàn)槟繕?biāo)，白色為背景），圖4(b)為對(duì)目標(biāo)區(qū)域的一次標(biāo)記，圖4(c)為最后標(biāo)記完成的結(jié)果。其中，數(shù)字1表示1號(hào)目標(biāo)，數(shù)字2表示2號(hào)目標(biāo)。從圖4可以看出，1號(hào)目標(biāo)的標(biāo)記經(jīng)過(guò)一次掃描就能夠完成，而2號(hào)目標(biāo)則需要二次掃描方可完成標(biāo)記。目標(biāo)圖像經(jīng)過(guò)標(biāo)記歸類后就可以很方便地對(duì)目標(biāo)的數(shù)目及直徑、面積和周長(zhǎng)等特征進(jìn)行測(cè)量了。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    為了驗(yàn)證系統(tǒng)的可靠性，對(duì)來(lái)自顯微鏡下的油膜顆粒圖像進(jìn)行了大量的采集處理與統(tǒng)計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)。圖5(a)是現(xiàn)場(chǎng)采集的一幅顆粒顯微圖像，圖像大小為512×256，由于光源光照強(qiáng)度的影響，整幅圖像背景不均勻。圖5(b)是采用自適應(yīng)閾值二值化后的圖像，目標(biāo)區(qū)域與背景區(qū)域已經(jīng)分離開，雖然還有少量的噪聲點(diǎn)，但是經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)變換后已經(jīng)能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行顆粒的統(tǒng)計(jì)計(jì)算。

    在統(tǒng)計(jì)測(cè)量過(guò)程中，面積小于3個(gè)像元的目標(biāo)被當(dāng)作噪聲干擾而略去不計(jì)，只對(duì)面積大于等于3個(gè)像元的目標(biāo)加以統(tǒng)計(jì)。為了便于進(jìn)一步的分析和比較，將目標(biāo)按像元數(shù)目分成9個(gè)檔次： 3～10、11～20、21～30、31～40、41～50、51～60、61～70、71～80和81以上。對(duì)顆粒的數(shù)目、平均面積以及各檔次所占比例進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算，結(jié)果如表1所示。實(shí)驗(yàn)中，在DSP芯片TMS320VC5416工作在最大工作頻率160MHz時(shí)，程序的運(yùn)行時(shí)間約為15ms。由于視頻采集為PAL制，一場(chǎng)圖像時(shí)間為20ms，因此能夠達(dá)到實(shí)時(shí)性要求。

    本文提出了一種以TMS320VC5416作為圖像處理的核心部件的嵌入式顯微圖像處理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了基于DSP/BIOS的應(yīng)用程序。利用自適應(yīng)閾值算法對(duì)采集的圖像進(jìn)行準(zhǔn)確的分割，并采用掃描標(biāo)記算法對(duì)油膜顆粒顯微圖像進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)測(cè)量實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用本系統(tǒng)對(duì)顆粒顯微圖像進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，可達(dá)到全面、客觀、方便且自動(dòng)化程度高的效果，可以應(yīng)用于各種顯微圖像的統(tǒng)計(jì)與分析，具有較高的實(shí)用性。
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