传统二维Otsu阈值分割法由于运算时间长、抗噪能力不足而在应用中受到限制。为了克服这些缺点，提出了一种基于双界线的二维Otsu阈值理论及其快速算法。在新的二维直方图中，两条平行于对角线的界线决定目标和背景区域的宽度，垂直于对角线的分割直线决定阈值大小。该算法运用Roberts算子和线性拟合法确定双界线，然后运用改进的Otsu法计算最佳阈值，最后对噪声区域进行后处理。实验结果表明，该算法不仅运算速度快，而且具备较好的分割质量和抗噪性能。同时，快速算法的引入，进一步降低了运算量，使得该算法具备更好的实时性。