常用图像测量技术课件.pptVIP

－1－2－1000121－101－101－101－1－1－1－18－1－1－1－1Sobel算子Laplacian算子Prewitt算子圖像分析（二）邊界閉合1，利用二值形態學運算完成邊界連接或閉合+原圖(A為目標區域)膨脹因數B(+為原點)膨脹結果形態學基本運算包括膨脹和腐蝕。膨脹——將膨脹因數B在原圖中漫遊，只要B結構與A的交集不為空，則將B結構原點所在位置作以標記，所有標記點的集合稱為A被B膨脹的結果。圖像分析+原圖(A為目標區域)腐蝕因數B(+為原點)腐蝕結果腐蝕——將腐蝕因數B在原圖中漫遊，只有當A區域完全包含B結構時，將B結構原點所在位置作以標記，所有標記點的集合稱為A被B腐蝕的結果。圖像分析對圖像進行腐蝕然後膨脹其結果的運算稱為開啟運算，它可以把比結構元素小的突刺濾掉，切斷細長搭接而起到分離作用；對圖像進行膨脹然後腐蝕其結果的運算稱為閉合運算，它可以把比結構元素小的缺口或孔填充上，搭接短的間斷而起到連通作用。開啟和閉合運算都可以除去比結構元素小的細節，同時保證不產生全局幾何失真。圖像分析用膨脹運算實現區域填充圖像分析用腐蝕運算實現邊界提取目標和背景分離：Laplacian邊緣檢測二值化（反色）濾波膨脹腐蝕圖像分析2，利用哈夫(Hough)變換完成邊界閉合Hough變換：在預知區域形狀的條件下，利用圖像全局特徵，將不連續的邊緣像素點連接起來，得到邊界曲線。可檢測直線、圓以及滿足解析式為f(x,c)=0形式的各類曲線，並把曲線上的點連起來。受雜訊和曲線間斷影響較小。圖像分析在圖像空間XY裏，所有過點（x，y）的直線都滿足方程：y=px+q或者寫成：q=-px+y，可理解為參數空間PQ裏過點(p,q)的一條直線。以直線檢測為例：在圖像空間XY裏過點(xi,yi)和(xj,yj)的直線上的每個點都對應在參數空間PQ裏的一條直線，這些直線相交於點(p’,q’)。圖像分析在參數空間PQ裏建立一個2D累加數組，設為A(p,q)，如圖所示。[pmin,pmax]和[qmin,qmax]分別為預期的斜率和截距的取值範圍。 1，置數組A為零； 2，對XY空間中每一個給定點，讓p取遍P軸上所有可能值，並計算相對應的q值(p、q值都已取整)，對A累加：A(p,q)=A(p,q)+1。 3，累加結束後，數組中的最大值即為XY空間共線點個數，它對應的p,q值即為XY空間直線參數。空間點共線統計的準確性與累加數組的尺寸關係密切。在p,q值較大時，累加數組尺寸會很大，故常用直線的極座標方程解決這個問題。圖像分析直線的極座標方程：建立一個關於λ、θ的累加數組A(λ,θ)，其他計算與前面的方法類似，該方法保證λ、θ的取值範圍總是有限區間。圖像分析圖像分析哈夫變換可以檢測滿足解析式為f(x,c)=0形式的各類曲線。例如圓：由於圓方程有三個參數，需要建立3D的累加數組A(a,br)。對圖像中每一個給定點，讓a和b在取值範圍內依次變化，並計算出相應的r，令A(a,br)=A(a,br)+1。累加結束後，數組元素最大值對應的(a,b)即為圓心，r為半徑。正弦曲線：由於方程有三個參數，需要建立3D的累加數組M(A,B,C)。對圖像中每一個給定點，讓A和B在取值範圍內依次變化，並計算出相應的C，令M(A,B,C)=M(A,B,C)+1。累加結束後，數組元素最大值對應的A即為正弦的模，B為初相位，C為直流分量。圖像分析（三）目標表達方法——骨架提取（細化）用中軸變換（medialaxistransform,MAT）細化技術得到物體骨架。它的定義如下：對於具有邊界B的區域R，對R中的每個點P，在B中搜尋與它最近的點，若對P能找到多於1個這樣的點，則認為P為R的一個骨架點。其中的距離度量可以是歐式、城區或棋盤距離。BPR圖像分析實際計算中常採用逐次消去邊界點的迭代細化演算法。它有三個原則： （1）不消去線段端點； （2）不中斷原來連通的點； （3）不過多侵蝕區域。設已知目標點標記為1，背景點標記為0，邊界點定義為本身標記為1，其8連通鄰域內至少有1個標記為0的點。考察以邊界點為中心的8-鄰域，記中心點為P1，鄰域點如上圖所示。然後作下麵的處理。圖像分析其中N(