《基元检测》PPT课件

《《基元检测》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第5章背景知识1965年，Roberts通过计算机程序从数字图像中提取出诸如立方体、楔形体、棱柱体等多面体的三维结构，并对物体形状及物体的空间关系进行描述。即将现实世界分解为由积木所构造的世界。在之后类似的研究中，Huffman、Clowes以及Waltz等人对积木世界进行了研究并分别解决了由线段解释景物和处理阴影等问题。此后的研究范围从边缘、角点等待征提取，到线条、平面、曲面等几何要素分析，—直到图像明暗、纹理、运动以及成像几何等，并建立了各种数据结构和推理规则。到了70年代，已经出现了一些视觉应用系

2、统。积木世界的研究是从简化的世界出发进行研究，这也是视觉早期研究中的特点。这些工作对视觉研究的发展起了促进作用，但对于稍微复杂的景物便难以奏效第5章基元检测基元泛指图像中有特点的基本单元，比如，边缘、角点、直线段、圆、孔等。边缘是图像中比较低层的基元，是组成许多其他基元的基础，所以一直得到较多的关注。角点可以看做由两个边缘以接近直角相结合而构成的基元。直线段可看做是两个邻近又互相平行的边缘相结合而构成的基元。圆是一种常见的几何形状，圆周可看做是将直线段弯曲。头尾相接得到的。孔的形状与圆相同，但一般用孔来

3、表示比较小的圆。第5章基元检测第5章基元检测5.1边缘检测5.2SUSAN算子5.3哈夫变换5.4位置直方图技术5.1边缘检测图像中的边缘是像素灰度值发生剧烈变化而不连续的结果。边缘检测是常见的图像基元检测的基础，也是所有基于边界的图像分割方法的第一步。5.1边缘检测5.1.1检测原理5.1.2一阶导数算子5.1.3二阶导数算子5.1.4边界闭合5.1.1检测原理像素灰度值的变化可利用求导数的方法来检测，一般常用一阶和二阶导数来检测边缘。下面介绍不同边缘的一些特点记忆对他们进行检测的原理。5.1.1检测

4、原理①阶梯状边缘，②脉冲状边缘，③屋顶状边缘5.1.2一阶导数算子一阶微分算子给出梯度，所以也称梯度算子它分别计算沿X和Y方向的两个偏导分量。对偏导分量的计算需对每个像素位置进行，在实际中常用小区域模版卷积来近似计算。5.1.2一阶导数算子对于水平方向和垂直方向各用一个模版，将两个模版组合起来以构成一个梯度算子。罗伯特交叉算子，蒲瑞维特算子，索贝尔算子5.1.2一阶导数算子Roberts交叉梯度算子f

5、z5-z9

6、+

7、z6-z8

8、梯度计算由两个模板组成，第一个求得梯度的第一项，第二个求得梯度的第二项

9、，然后求和，得到梯度。两个模板称为Roberts交叉梯度算子z2z8z5z3z9z6z1z7z401-10-10015.1.2一阶导数算子Prewitt梯度算子——3x3的梯度模板f

10、(z7+z8+z9)-(z1+z2+z3)

11、+

12、(z3+z6+z9)-(z1+z4+z7)

13、z2z8z5z3z9z6z1z7z4-110-110-110000-1-1-1111(a)原图，(b)

14、Gy

15、,y方向上的梯度分量，(c)

16、Gx

17、,y方向上的梯度分量，(d)梯度图像

18、Gx

19、+

20、Gy

21、可以看到(b)(c)中两个分

22、量的方向性是很明显的。(b)中屋瓦、砖块的水平接缝和窗户的水平分段的图像非常清晰。(c)中表现出了垂直部分，诸如墙附近的拐角、窗户的垂直部分等的。5.1.2一阶导数算子Sobel梯度算子——3x3的梯度模板f

23、(z7+2z8+z9)-(z1+2z2+z3)

24、+

25、(z3+2z6+z9)-(z1+2z4+z7)

26、z2z8z5z3z9z6z1z7z4-220-110-110000-1-1-21125.1.2一阶导数算子5.1.3二阶导数算子用二阶导数算子检测阶梯状边缘需将算子模版与图像卷积，并确定算子输出

27、值的过零点。5.1.3二阶导数算子1.拉普拉斯算子拉普拉斯算子2f=2f/x2+2f/y2对于离散图像f(x,y)/x=xf(x,y)=f(x,y)-f(x-1,y)f(x,y)/y=yf(x,y)=f(x,y)-f(x,y-1)z2z8z5z3z9z6z1z7z42f(x,y)/x2=xf(x+1,y)-xf(x,y)=f(x+1,y)+f(x-1,y)-2f(x,y)2f(x,y)/y2=yf(x,y+1)-yf(x,y)=f(x,y+1)+f(x,y-1)-2

28、f(x,y)2f=f(x+1,y)+f(x-1,y)+f(x,y+1)+f(x,y-1)-4f(x,y)5.1.3二阶导数算子5.1.3二阶导数算子在图像中，计算函数的拉普拉斯值也可借助各种模板实现。模板的基本要求是对应中心像素的系数应是正的，而对应中心像素邻近像素的系数应是负的，且所有系数的总和应该是零。5.1.3二阶导数算子拉普拉斯算子边缘检测示例：5.1.3二阶导数算子拉普拉斯算子一般不以其原始形式用于边缘检测，原因在于：(1)它是