07表示及描述.ppt

表示与描述 北京化工大学 表示与描述 目的：对被分割的像素集进行表示和描述。 表示与描述 内容： 表示方法 边界描绘子 区域描绘子 运用主分量进行描绘 关系描绘 一、表示方法 链码 多边形近似 标记图 边界线段 骨架 1、链码 1、链码 起始点归一化：将链码看作循环序列，重新定义起点。用链码的一次差分代替编码本身以适应旋转变化。 2、多边形近似 2、多边形近似 方法：沿着边界线寻找聚合点，当拟合直线上的点和原边界点的最小平方误差超过一个预先设置的门限，这时就将点聚合。 3、标记图 3、标记图 距离——角度不是生成标记图的唯一方法，其它的标记图： 切线角度代替距离 曲线中的水平线段对应于沿着边界线的直线部分。 变形：斜率密度函数作为标记图 即切线角度值的直方图 5、骨架 细化算法反复删除区域的边界点，并受到如下的约束条件限制： 不可删除端点 不可破坏连通性 不可造成对区域的过分侵蚀 5、骨架 二、边界描绘子 简单描绘子 形状数 傅里叶描绘子 统计矩 1、简单描绘子 边界长度 边界上像素的数目 通过链码计算 例：076666553321212 边界直径（长轴） 边界线的离心率 长轴和短轴的比值 曲率（斜率的变化率） 相邻边界线段的斜率差作为线段交点处曲率描绘子 描述了边界上各点 沿边界 方向变化的情况； 曲率的符号描述了边界在该点的凹凸性。 2、形状数 形状数是基于链码的一种边界描绘子。 形状数的定义： 形状数：值最小的差分链码； 阶：定义为形状数序列的长度，即码的个数。 三、区域描绘子 简单描绘子 拓扑描绘子 纹理 1、简单描绘子 区域的面积 区域的周长 区域的致密性 (周长)2/面积 灰度均值 灰度中值 最小和最大灰度 大于和小于均值的像素数 统计方法1 统计方法1 例：基于直方图的纹理度量 3、纹理 统计方法2 3、纹理 统计方法2 3、纹理 频谱方法 傅里叶频谱的3个特征： 频谱中突起的尖峰给出了纹理模式的主要方向。 频谱中尖峰的位置给出了模式的基本空间周期。 非周期性的图像元素可以通过统计技术进行描述。 频谱方法 4、二维函数的矩 4、二维函数的矩 4、二维函数的矩 四、运用主分量进行描绘 四、运用主分量进行描绘 例：均值向量和协方差矩阵的计算 霍特林（Hotelling）变换 霍特林（Hotelling）变换 五、关系描绘 之间均方误差： 由y重构x: 由k个最大特征值对应的特征向量构成矩阵 k×n 3、傅里叶描绘子 xy平面内的K点数字边界 将坐标表示为： 边界可以表示为坐标序列： 坐标对为： 每对坐标可以看做一个复数： 对离散 的傅里叶变换为： 系数的反向傅里叶变换为： 令： 取前P个系数, 例：图示傅里叶描绘子 3、傅里叶描绘子 4、统计矩 边界线段的形状可以通过简单的统计矩进行定量的描述，如均值、方差和高阶矩。 n阶矩： 将函数下面面积归一化 例：使用面积计算从图像中提取信息 美洲的红外图像 提供区域内定居的人口数量 2、拓扑描绘子 拓扑描绘子用于描述图像区域的整体特性 在没有撕裂和连接的情况下，不受任何变形影响。 拓扑描绘子由区域内孔洞数来定义 拓扑描绘子由区域内连通分量数来定义 拓扑描绘子由欧拉数定义 图形中孔的数目H和连通分量的数目C,定义欧拉数E： V代表顶点数，Q代表边数，F代表面数 欧拉数： 由直线段表示的区域的欧拉数计算： 例：用连通分量在分割后的图像中提取最大特征 512*512 华盛顿特区 1591个连通分量 欧拉数1552 39个孔 3、纹理 纹理描绘子提供了对平滑度、粗糙度和规律性等特性的度量。 主要方法：统计方法、结构化方法、频谱方法 3、纹理 统计方法1 描述纹理：用一幅图像或区域灰度级直方图的统计矩。 直方图： n阶距: 均值： 三阶矩 一致性 平均熵 有关平滑度的描绘子 二阶矩 0 0 0 1 2 1 1 0 1 1 2 2 1 0 0 1 1 0 2 0 0 0 1 0 1 三个灰度级的灰度图像： 位置算子P定义为 “在右下方的一个像素” 令P为位置算子，并令A为一个k×k阶矩阵。矩阵元素aij是由P指定的灰度值为zi的相对于灰度值为zj的(zi,zj)对数。 描述纹理：灰度共生矩阵 灰度共生矩阵C为矩阵A的归一化 1、最大概率： 2、元素差异的k阶距： 3、逆元素差异的k阶距： 4、一致性： 5、熵： 3、纹理 结构性方法 重写规则： 增加新的规则：