17 常用图像测量技术知识1.ppt

现代检测技术 图像测量技术;图像测量系统 ;客观世界 ; 通过对图像的分析处理，提取其中的有用信息，求出被测量或与之相关的中间参量。;图像基础： ;;RGB颜色模型 （归一化为单位立方体） ;HSL颜色模型： 色调（Hue）——对应于混合光谱中的主要光波长。 向量OP与R轴的夹角。 饱和度（Saturation）——色调的纯度，纯光谱色完全饱和，随着白光的加入饱和度逐渐减少。向量OP的长度。 亮度（Lightness）——成像亮度和图像灰度，与物体的反射率成正比，与彩色信息无关。三角形在L之间的高度位置。 ; HSL 模型多用于彩色图形图像处理，如photoshop里面的色调、亮度、饱和度调节命令；RGB颜色模型用于彩色显示器等硬件设备。;图像基础 ;图像基础 ;位图文件头结构 BITMAPFILEHEADER ;（一）准备知识 ;C. 距离度量：给定2个像素点 p(x,y)、q(s,t)： ; D. 模板运算： 图像处理中的许多运算都由模板来完成，其思想是将赋予某个像素的值表示为它本身的灰度值和相邻像素灰度值的函数。 ; 空域增强方法是直接作用于像素的增强方法，假定f (x,y)和g (x,y)分别为增强前后的图像，EH 表示增强操作，空域增强操作可以表示为： ;1，直接灰度变换：设s 和t 的取值范围为0～L， ;2，直方图处理：灰度统计直方图给出了原图灰度分布情况。 ;设有一幅64×64，8级灰度图像，n = 4096 ，其直方图均衡化过程如下：;3，图像代数运算 ;3）图像乘运算：用于遮住图像的某些部分。例如使用一个掩膜图像（对需要被完整保留下来的区域，掩膜图像上的值为1，而对被抑制掉的区域则值为0）去乘图像，可以抹去图像的某些部分，即使该部分为0。 在PS工具中大量应用。 ;图像增强;4，空域滤波增强——根据功能分为平滑和锐化。 平滑滤波器削弱图像中的高频分量，是低通滤波器。它分为： 1）模糊——去除小的细节或连接目标内小的断点； 2）消除噪声。 锐化滤波器削弱图像中的低频分量，是高通滤波器，增强被模糊的细节。 ;A ) 线性平滑滤波器（邻域平均）与非线性平滑滤波器 ;原图 ;B ) 锐化滤波器——模板的中心系数为正，周围系数为负。并通过变换将输出灰度值限定在0～L之间??;5，对彩色图像的特殊处理：彩色显示器和打印机之类的硬件设备都是以RGB模型工作，因此在显示图像时要采用RGB模型，但HSL模型在许多处理中有其独特的优点：在HSL模型中，亮度分量与色度分量是分开的；色调与饱和度的概念与人的感知紧密相连。因此如果要改变一幅图的亮度，可以采用下面的方法： ;目的: 提取图像中感兴趣的目标，以一定的方式进行描述，并对其进行分析，达到测量或识别等目的。;常见的边缘检测算子;Sobel算子;（二）边界闭合;; 对图像进行腐蚀然后膨胀其结果的运算称为开启运算，它可以把比结构元素小的突刺滤掉，切断细长搭接而起到分离作用； 对图像进行膨胀然后腐蚀其结果的运算称为闭合运算，它可以把比结构元素小的缺口或孔填充上，搭接短的间断而起到连通作用。 开启和闭合运算都可以除去比结构元素小的细节，同时保证不产生全局几何失真。;用膨胀运算实现区域填充 ;目标和背景分离： ;2，利用哈夫(Hough)变换完成边界闭合 ;在图像空间XY里，所有过点（x，y）的直线都满足方程：y=px+q 或者写成： q = -px+y ，可理解为参数空间PQ里过点(p,q)的一条直线。; 在参数空间PQ里建立一个2D累加数组，设为A(p,q)，如图所示。[pmin,pmax]和[qmin,qmax]分别为预期的斜率和截距的取值范围。 1，置数组A为零； 2，对XY空间中每一个给定点，让p取遍P轴上所有可能值，并计算相对应的q值(p、q值都已取整)，对A累加：A(p,q)=A(p,q)+1。 3，累加结束后，数组中的最大值即为XY空间共线点个数，它对应的p,q值即为XY空间直线参数。;直线的极坐标方程：;图像分析 ;正弦曲线：;（三）目标表达方法——骨架提取（细化）;实际计算中常采用逐次消去边界点的迭代细化算法。它有三个原则： （1）不消去线段端点； （2）不中断原来连通的点； （3）不过多侵蚀区域。; 其中N(p1)是p1的非零邻点的个数，S(p1)是指以p1,p2…p9点为序时，这些值从0到1变化的次数。p2*p4*p6=0表示三个象素点中有一个为0值，即背景。当对所有边界点都检验完毕后，将所有标记了的点除去。 ;骨架提取举例;（