针对一维阈值分割只考虑图像的灰度级而不考虑像素的空间信息且需要目标函数的问题,根据最优进化图像阈值分割算法的基本思想,提出了一种无目标函数的二维图像阈值分割算法框架(2D-OEA)。2D-OEA将每个图像二维信息向量看作一个染色体,假设最优进化方向存在,建立进化方向更新模型;然后定义了染色体编码规则,通过简单随机采样初始化种群,再对种群进行交叉变异运算、适值计算、选择和阈值修正,得到稳定的最优二维阈值。分别从理论和实验分析了假设和模型的合理性。实验结果表明,假设和进化方向更新模型合理,2D-OEA快速、稳定且有效,分割结果优于OEA。