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13.图像表述

发布时间:2014-06-05 13:48:39  

光电图像处理
----图像表述

张昊 zhangh@tju.edu.cn

主要内容
? 图像表述的目的与意义 ? 边界表述 ? 区域表述 ? 纹理

什么是图像表述
? 用一组描述子来表征图像中被描述物体的某些特征。 描述子可以是一组数据或符号,定性或定量说明被描 述物体的部分特性,或图像中各部分彼此间的关系, 为图像分析和识别提供依据。 ? 表述一个区域的方式大致可以分为两种
? 外部特性,例如,边界 ? 内部特性,例如,区域像素的灰度分布

边界表述
? 曲线拟合
? Hough变换 ? 最小二乘拟合

? Freeman链码
? 将边界看做由顺序连接的具有指定长度和方向的直线段组成 的连线,每一段的方向使用数字进行编码 ? 4向、8向编码

Freeman链码

Freeman链码
? 几个缺陷
? 链码太长 ? 易受干扰

? 选择更大间隔 的网格对边界 重新取样

Freeman链码差分
? 链码差分
? 差分是通过计算相邻两个方向变化(逆时针)的数字得到的

链码 100312224445446667,差分为 10527006007106007 旋转90°后, 链码766170002223224445,差分为 10527006007106007

? 链码的差分具有旋转不变性
? 旋转后边界形状可能不同

区域描述
? 拓扑描绘子 -- 欧拉数 欧拉数 = 连通分量数量 – 孔的数量
E ?C?H

? 在没有撕裂和连接的情况下,欧拉数不变

直方图描述
? 图像或区域的直方图统计矩。 ? 设L灰度级图像的直方图p(zi), zi=0, 1, 2,…, L-1, 则关于z 的均值的第n阶矩。
? n ( z ) ? ? ( zi ? m) p ( zi )
n i ?0 L ?1

m ? ? zi p ( zi )
i ?0

L ?1

?0 ( z) ? 1
?1 ( z ) ? 0

直方图描述
? 二阶矩 --- 方差
? 2 ( z ) ? ? ( zi ? m ) 2 p ( zi )
i ?0 L ?1

? 三阶矩 --- 偏斜度 skewness 与正态分布比较
?3 ( z ) ?
1

?3

? (z
i ?0

L ?1

i

? m) 3 p ( zi )

直方图描述
? 四阶矩 --- 平直度、峰度 kurtosis
?4 ( z) ?
1

?

4

? (z
i ?0

L ?1

i

? m) 4 p ( zi )

? 与正态分布比较 ? 大于0,陡峭 ? 小于0,平缓

? 熵 entropy
e ? ? ? p ( zi ) log 2 p ( zi )
i ?0 L ?1

区域几何特性描述
? 面积 ? 周长 ? 矩形度
? 区域面积与最小外接矩形面积之比

? 圆形度
C ? 4? A P2

? matlab函数:regionprops

区域矩描述
? 若目标区域的灰度分布已知,可以以灰度分布的各阶 矩来描述区域内灰度分布特性
? (p+q)阶矩
m pq ? ?? x p y q f ( x, y ) dxdy

? (p+q)阶中心距

? pq ? ?? ( x ? x ) p ( y ? y ) q f ( x, y ) dxdy
? 归一化中心距
? pq ? ? pq ? ? 00 ??
p?q ?1 2

x?

m10 m00

y?

m01 m00

区域不变矩
? 不变矩
? 矩的某些函数不受图像的平移,旋转或缩放等几何变换的影响。 因此不变矩用于识别具有特定形状的物体时,

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