数字图像处理特征表示与描述.ppt

6.2 特征表示与描述 6.2.1 特征表示与描述的基本概念 6.2.2 表示方法 6.2.3 边界描述符 6.2.4 区域描述符 6.2.5 关系描述符 6.2.1 特征表示与描述的基本概念 图像分割结果是得到了区域内像素集合，或位于区域边界上的像素集合。 把图像分割后，为了进一步的识别等处理，分割后的图像一般要进行表示和描述。 6.2.1 特征表示与描述的基本概念 表示是直接具体地表示目标，好的表示方法应具有节省存储空间、易于特征计算等优点。一般情况下： 1）如果关注的焦点是形状特性，选择外部表示方式。 2）如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、纹理时，选择内部表示方式。 6.2.1 特征表示与描述的基本概念 外部特征来进行表示举例： 6.2.2 表示方法 6.2.2.1 链码 6.2.2.2 多边形逼近 6.2.2.3 外形特征 6.2.2.4 边界分段 6.2.2.5 区域骨架 6.2.2.1 链码(Chain Codes) 1 链码定义： 1）链码是一种边界的编码表示法。 2）用边界的方向作为编码依据，简化边界的描述。一般描述的是边界点集。 6.2.2.1 链码 链码举例： 6.2.2.1 链码 2 算法： 给每一个边界线段一个方向编码。 有4-链码和8-链码两种编码方法。 从起点开始，沿边界编码，至起点被重新碰到，结束一个对象的编码。 6.2.2.1 链码 问题1： 1）链码相当长。 2）噪声会产生不必要的链码。 改进1： 1）加大网格空间。 2）依据原始边界与格点的接近程度，来确定新点的位置。 6.2.2.1 链码 链码举例： 6.2.2.1 链码 问题2： 1）由于起点的不同，造成编码的不同。 2）由于旋转角度的不同，造成编码的不同。 改进2： 1）通过使用链码的循环一阶差分代替链码本身，解决旋转问题。 2）对起点重新定义，使得到的循环差分链码对应的整数值最小。这样得到的最小循环差分链码称为形状数。 6.2.2.1 链码 循环一阶差分链码：用相邻链码的差代替链码。 例如：4-链码 循环一阶差分为： 循环一阶差分：1 - 2 = -1(3) 3 - 0 = 3 0 - 1 = -1(3) 3 - 3 = 0 1 - 0 = 1 2 - 3 = -1(3) 0 - 1 = -1(3) 2 - 2 = 0 4-链码 循环首差 ：33133|030 形状数 数值最小） 6.2.2.2 多边形逼近(Polygonal Approximations) 基本思想：用一包含尽量少线段的多边形，来刻画边界形状的本质。 寻找最小基本多边形的方法一般有两种： 1）点合并法 2）边分裂法 6.2.2.2 多边形逼近 1 点合并法 1) 算法： 6.2.2.2 多边形逼近 (2) 如果误差R小于预先设置的阈值T。去掉中间点，选新点对与下一相邻点对，重复(1)；否则，存储线段的参数，置误差为0，选被存储线段的终点为起点，重复(1)、(2)。 (3) 当程序的第一个起点被遇到，程序结束。 6.2.2.2 多边形逼近 2) 点合并法的问题： 顶点可能不对应于边界的拐点（如拐角）。因为新的线段直到超过误差的阈值才开始。 下面讲到的分裂法可用于缓解这个问题。 6.2.2.2 多边形逼近 2 边分裂法 1) 算法： 6.2.2.2 多边形逼近 (1) 连接边界线段的两个端点（如果是封闭边界，连接最远点）； (2) 如果最大垂直距离大于阈值，将边界分为两段，最大值点定位一个顶点。重复(1)； (3) 如果没有超过阈值的垂直距离，结束。 6.2.2.3 外形特征 1 基本思想： 外形特征是一种用一维函数表达边界的方法。基本思想是把边界的表示降到一维函数。 6.2.2.3 外形特征 2 函数定义——质心角函数： 边上的点到质心的距离r，作为夹角的?的函数r(?) 。 6.2.2.3 外形特征 举例： 6.2.2.3 外形特征 问题：函数过分依赖于旋转和缩放变换。 改进： 对于旋转——两种改进： a.选择离质心最远的点作为起点。 b.选择从质心到主轴上最远的点作为起点。 对于缩放变换： 对函数进行归一化，使函数值总是分布在相同的值域里，比如说[0，1]。 6.2.2.4 边界分段(Boundary Segments) 1 基本概念： 一个任意集合S（区域）的