工学mv-chp07轮廓表示ppt课件.ppt

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1、第7章轮廓表示1轮廓：把边缘连接起来就成为轮廓(contour)．轮廓可以是断开的，也可以是封闭的.轮廓可以用边缘有序表或曲线来表示。曲线通常称为轮廓的数学模型．曲线表示包括线段、二次曲线、三次样条曲线等．2轮廓表示的评价标准：效率：轮廓应该是一种简单和紧凑的表示．精确：轮廓应能精确地逼近图像特征．有效：轮廓应适合于后续应用阶段的计算．3精确表示轮廓的影响因素：用于轮廓建模的曲线形式；曲线拟合算法的性能；边缘位置估计的精确度。4轮廓曲线拟合通常采用内插曲线或逼近曲线来实现．已知一组称为控制点的坐标点，内插是指一条曲线拟合这组控制点，使得曲线通

2、过所有的控制点；逼近是指一条曲线拟合这组这组控制点，使得这条曲线非常接近这些控制点而无需一定通过这些点．5定义：边缘表是边缘点或边缘段的有序集合,轮廓的最简单表示形式。轮廓是边缘表或用于表示边缘表的曲线。边界是包围一个区域的封闭轮廓。6设Pi=(xi,yi)是边缘表中第i个边缘坐标．(1)k斜率是在边缘表相距k个边缘点的两个边缘点之间的（角）方向向量．(2)左k斜率是Pi指向Pi–k的方向，(3)右k斜率是Pi指向Pi+k方向．(4)k曲率是左右k斜率之差值。7.1数字曲线及其表示7(6)轮廓端点之间的距离为(5)数字曲线的长度可以近似为像素

3、之间的线段和：8数字曲线表示1－链码链码：是沿着轮廓记录边缘表的一种表示方法．链码规定了边缘表中每一个边缘点的轮廓方向，其中方向被量化为四个或八个方向中的一个．9曲线的链码是：6022222021013444444454577012其差分链码是：22000062771210000001712011110曲线的链码是：024444424323566666676711234其差分链码是：2200006277121000001713011111链码的特殊性质:一个物体很容易实现45角旋转．如果一个物体旋转Nx45°，可由原链码值加上N后再模8得到．

4、N逆时针为正，顺时针为负。链码的微分，也称差分码，由原码的一阶差分求得．链码差分是关于旋转不变的边界描述方法．链码的问题：表示某一点正切方向的集合是有限的（４－邻接链码有4个，8－邻接链码有8个）。12用任意的正切方向来表示轮廓可以克服链码的只能用有限个正切方向来表示轮廓的局限性．假定从边缘表开始，计算正切和弧长的投影s，画出正切同弧长的投影的关系图，称作s图．数字曲线表示2－K斜率13一个轮廓及其s图．对于封闭轮廓，s图是一个周期曲线．轮廓s14三种常用的曲线模型拟合边缘点的方法：(1)直线段(LineSegment)(2)

5、圆锥曲线段(ConicSection)(3)三次样条曲线段(CubicSpline)．用曲线模型拟合边缘点应考虑如下两个问题：(1)用什么算法进行边缘点的曲线模型拟合？(2)如何测量拟合的逼近程度？7.2曲线拟合15设di是拟合曲线和候选点之间的误差．（1）最大绝对误差(MaximumAbsoluteError,MAE):测量最坏情况下边缘点偏离曲线的距离。（2）均方差(MeanSquaredError,MSE):给出边缘点偏离拟合曲线的总的测度。常用的误差测量方法16（3）规范化最大误差(NormalizedMaximumError,NME

6、):最大绝对误差与曲线长度S之比。17（5）误差符号变化数:用来表示轮廓边缘模型的曲线适合程度的测度．（4）曲线长度与端点距离之比:曲线复杂程度的测度。18多直线段是指端点连结端点的直线段序列，直线段序列的连接点称为顶点．最大规范误差常常作为线段拟合边缘列表好坏的量度.7.2.1多直线段表示19自顶而下的分裂算法(top-downsplitting)：将整条曲线作为初始曲线，通过反复增加顶点数来进行直线段拟合曲线．方法1:直线段分裂方法20线段合并(merging)是指用一条直线段尽量多地拟合边缘表中的边缘点．当边缘点离直线段太远而无法用该直

7、线段拟合时，则开始新的直线段拟合．合并方法也称为自底而上(bottom-upmerging)的多线段拟合方法．方法2:直线段合并方法21确定边缘点离直线段的距离有许多种方法．一种方法是使用序贯最小二乘法，完成直线段到边缘点的最小二乘法拟合，并在每次处理新的边缘点时递增地更新线段参数．拟合算法将计算直线段模型和边缘点之间的偏查平方．当偏差超过某一阈值时，引进一个顶点，并将上一个线段的端点作为新的起点开始新的直线段拟合．22误差带算法是另一种确定顶点位置的方法，主要工作是计算两条平行且离中心线距离为ε的直线段．ε值表示离中心直线的绝对偏离值．只要

8、新的边缘在误差带内，就可以用当前拟合直线表示该边缘．当新的边缘增加到线段内时，线段的参数要重新计算．逼近直线段不必与误差带边保持平行．位于线段端点的顶点是下一线段的