7-第七章图像分割1、2教材课程.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * 由于光学系统等种种原因， 实际的边缘不是一条线而是是有斜坡的，它对应边缘的模糊程度。 由于光学系统等种种原因，实际的边缘不是一条线而是是有斜坡的，它对应边缘的模糊程度。 * 当我们沿着剖面线从左到右经过时，在进入和离开斜面的变化点，一阶导数为正。在灰度级不变的区域一阶导数为零。 在边缘与黑色一边相关的跃变点二阶导数为正，在边缘与亮色一边相关的跃变点二阶导数为负，沿着斜坡和灰度为常数的区域为零。 * 一阶导数可以用于检测图像中的一个点是否在斜坡上.（在边缘上） 二阶导数的符号可以用于判断一个边缘像素是在边缘亮的一边还是暗的一边. (1)对图像中的每条边缘二阶导数生成两个值 (2)一条连接二阶导数正极值和负极值的虚构直线将在边缘中点附近穿过零点.据此可以用于确定粗边线的中心. * 阶跃状边缘位于两边的像素灰度值有明显不同的地方；屋顶状边缘位于灰度值从增加到减少的转折处。边缘是灰度间断的最为普遍的检测方法 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 条件(1)表明分割区域要覆盖整个图像且各区域互不重叠； 条件(2)表明每个区域具有相同的性质； 条件(3)表明相邻的两个区域性质相异不能合并为一个区域。 形式化地定义如下：令I表示图像,P表示集合Ri的逻辑谓词,图像分割把I分解成n个区域 Ri, i＝1,2,…,n,满足： 基本公式 * 区域生长 区域生长法主要考虑象素及其空间邻域象素之间的关系 方法步骤： (1)确定要分割的区域数目，并在每个区域选择或确定一个能正确代表该区域灰度取值的像素点，称为种子点。 (2)选择有意义特征和邻域方式。 (3)确定相似性准则。 ?区域内象素的相似性度量可以包括平均灰度值、纹理、颜色等信息。 区域生长法定义：区域生长是把图像分割成特征相似的若干小区域，比较相邻小区域的特征，若相似则合并为同一区域，如此进行直到不能合并为止，最后生成特征不同的各区域。这种分割方法也称为区域扩张法。 * 区域生长 区域增长示例 1 6 9 2 6 9 3 5 5 1 6 9 2 6 9 3 5 5 1 6 9 2 6 9 3 5 5 1 6 9 2 6 9 3 5 5 (a) 初始情形 (b) T=1 (c) T=2 (d) T=3 生长准则: 所考虑的像素点和种子点的灰度值的绝对值差小于或等于某个阈值T就将该像素点归入种子点所在的区域。 * 区域生长 ?选择合适的种子点 ?确定相似性准则(生长准则) ?确定生长停止条件 步骤 * 区域生长 实例 显示有缺陷的焊缝的图像 种子点 区域生长的结果 对有缺陷的焊缝区域进行分割得到的边界 * 例题：区域生长在焊缝检测中的应用 图 (a)显示了一幅焊缝的X射线图像。 (b)为值为255的种子点。 区域生长的准则：(1)任何像素和种子之间的灰度值绝对差必须小于65,这个数字是根据直方图得来的；(2)像素必须与此区域中至少一个像素是8连通的。 (c)显示了区域生长的结果。 (d)为对有缺陷的焊缝区域进行分割后得到的边界。 * 区域分裂 如果区域的某些特性差别比较大，即不满足一致性准则时，则区域应该采用分裂法，分裂过程从从图像的最大区域开始，一般情况下，是从整幅图像开始。 注意： ?确定分裂准则(一致性准则) ?确定分裂方法，即如何分裂区域，使得分裂后的子区域的特性尽可能都满足一致性准则值。 * 区域分裂 算法 ? 形成初始区域 ? 对图像的每一个区域Ri，计算P(Ri)，如果 P(Ri)=FALSE 则沿着某一合适的边界分裂区域。 ? 重复步骤2，当没有区域需分裂时，算法结束。 * 区域合并 ?合并运算就是把相邻的具有相似性质的区域合成为一个区域 ?合并算法中最重要的运算是确定两个区域的相似性 ?评判区域相似性方法有许多，评判相似性的方法可以基于区域的灰度值，也可以基于区域边界的强弱性等因素。一种简单的方法是比较它们的灰度均值 基本思想 单纯的区域分裂只能把图像分成许多满足一致性谓词的区域,相邻的具有相同性质的区域并没有合成一体. * 区域合并 ?使用某种方法进行图像的初始区域分割。 ?对于图像中相邻的区域，计算是否满足一致性谓词,若满足则合并为一个区域。 ?重复步骤2，直到没有区域可以合并，算法结束。 算 法 * 区域分裂合并 数据结构 区域分裂合并法无需预先指定种子点,它按某种一致性准则分裂或者合并区