第十章目标表达和描述介绍.ppt

2、区域重心－根据所有属于区域的点计算出来的 拓扑描述 拓扑学是研究图形不受畸变变形影响的性质，区域的拓扑性质是对区域的一种全局描述 这些性质既不依赖距离，也不依赖基于距离测量的其它特性 对1个给定平面区域而言，区域内的孔数H和区域的连通成分C都是常用的拓扑性质，可进一步来定义欧拉数E： E=C-H A B 2个孔，1个连通成分，欧拉数为-1 1个孔，1个连通成分，欧拉数为0 2个孔，1个连通成分，欧拉数为-1 不变矩 对数字图像f(x,y)，如果它分段连续且只在XY平面上的有限个点不为0，则可证明它的各阶矩存在 区域的矩是用所有属于区域内的点计算出来的，因而不太受噪声等的影响。 f(x,y)的p+q阶矩定义为： 可以证明，mpq唯一的被f(x,y)所确定，反之，mpq也唯一点确定了f(x,y) f(x,y)的p+q阶中心矩定义为： 重心坐标 f(x,y)的归一化中心矩可表示为： Hu于1962年提出了7个对平移、旋转和尺度变换不变的矩，可由归一化的2阶矩和3阶中心矩得到： 原始图像 水平右平移4个象素 绕质心逆时针旋转60 绕质心逆时针旋转90 绕质心逆时针旋转180 尺度压缩一半 (f)的归一化 从表看出：在离散情况下，不变矩仍保持平移不变性，没有任何误差，旋转变换在旋转90，180(即90的整数倍)时保持了不变性，而在旋转角微60时产生较大的误差；尺度变换下不变矩的误差很大，而对图像进行归一化处理可大大降低误差 人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。 * * 当把S的边界分解为边界段时，能分开D的各部分的点就是合适的边界分段点，也就是说，这些分段点可借助D来唯一确定 跟踪H的边界，每个进入D或从D出去的点就是1个分段点，如图(c)所示。 具体做法 这种方法不受区域尺度和取向的影响 边界标记 产生边界标记的方法很多，基本思想都是借助不同的投影技术把2-D的边界用1-D的较易描述的函数形式来表达 可把2-D形状描述的问题转化为对1-D波形进行分析的问题 距离为角度的函数 先对给定的目标求出重心，然后做出边界点与重心的距离为角度的函数 这种标记不受目标平移影响，但会随目标旋转或放缩而变化 -s曲线 沿边界围绕目标一周，在每个位置作出该点切线，该切线与一个参考方向（如横轴）之间的角度值就给出一种标记 曲线中的水平直线段对应边界上的直线段（角度不变）；曲线中的倾斜直线段对应边界上的圆弧段。 多边形近似 在实际中，由于噪声、采样等影响，在边界处有很多较小的不规则处。这些不规则处常对链码和边界段表达产生较明显得干扰 一种抗干扰性能更好，且更节省表达所需数据量的方法——用多边形去近似逼近边界 多边形是一系列线段的封闭集合 在数字图像中，如果多边形的线段数与边界上的点数相等，则多边形可以完全准确的表达边界 多边形表达的目的－要用尽可能少的线段，来代表边界，并保持边界的基本形状，这样就可以用较少的数据和较简洁的形式来表达和描述边界 常用的多边形表达方法 1、基于收缩的最小周长多边形法 2、基于聚合(merge)的最小均方差线段逼近法 3、基于分裂(split)的最小均方差线段逼近法 对于第1种方法－将原边界看成是有弹性的线，将组成边界的象素序列的内外边各看成一堵墙，如图(a)所示，如果将线拉紧，则可得到如图(b)所示的最小周长多边形 （a） （b） 对于第2种方法－沿边界依次连接象素。先选1个边界点为起点，用直线依次连接该点与相邻的边界点，分别计算各直线与边界的(逼近)拟合误差，把误差超过某个限度前的直线确定为多边形的1条边，并将误差置0，然后以线段另一端点为起点，继续连接边界点，直到绕边界1周，这样就得到1个边界的近似多边形 如图给出基于聚合方法的多边形逼近。原边界由点a,b,v,d,e,f,g,h等表示的多边形。现在先从点a出发，依次做直线ab,ac,ad,ae等，对从ac开始的每条线段计算前一边界点与线段的距离作为拟合误差，图中设bi和cj没有超过预定的误差限度，而dk超过该限度，所以选d为紧接点a的多边形顶点，再从点d出发继续如上进行，最终得到的近似多边形的顶点为adgh 对于第3种方法－先连接边界上相距最远的2个象素(即把边界分成2部分)，然后根据一定准则进一步分解边界，构成多边形逼近边界，直到拟合误差满足一定限度 如图给出以边界点与现有多边形的最大距离为准则分裂边界的原理： a a a b