《图像表示与描述》PPT课件.ppt

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1、数字图像处理北京大学计算机研究所陈晓鸥第三节表示与描述3.3.1表示与描述的基本概念3.3.2表示法设计3.3.3边界描述子3.3.4关系描述子3.3.1表示与描述的基本概念基本概念在用前一章的方法，把图像分割后，为了进一步的处理，分割后的图像一般要进行形式化的表达和描述解决形式化表达问题一般有两种选择：1）根据区域的外部特征来进行形式化表示2）根据区域的内部特征（比较区域内部的象素值）来来进行形式化表示3.3.1表示与描述的基本概念基本概念选择表达方式，要本着使数据变得更有利于下一步的计算工作。下一步工作是基于所选的表达方式描述这个区域，一般情况下：1）如

2、果关注的焦点是形状特性，选择外部表示方式2）如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、文理时，选择内部表示方式。3）所选表示方式，应该对尺寸、变换、旋转等变量尽可能的不敏感3.3.2表示与描述:表示法设计表示法设计链码多边形逼近外形特征边界分段区域骨架3.3.2表示与描述:表示法设计链码定义：1）链码是一种边界的编码表示法。2）用边界的方向作为编码依据。为简化边界的描述。一般描述的是边界点集。0123014672354-链码8-链码3.3.2表示与描述:表示法设计链码算法：给每一个线段一个方向编码。有4-链码和8-链码两种编码方法。从起点开始，沿边界编码，至起点被

3、重新碰到，结束一个对象的编码。3.3.2表示与描述:表示法设计链码举例：4-链码：0000333333222222111100113.3.2表示与描述:表示法设计链码问题1：1）链码相当长。2）噪音会产生不必要的链码。改进1：1）加大网格空间。2）依据原始边界与结果的接近程度，来确定新点的位置。3.3.2表示与描述:表示法设计链码举例：4-链码：0033322211013.3.2表示与描述:表示法设计链码问题2：1）由于起点的不同，造成编码的不同2）由于角度的不同，造成编码的不同改进2：1）从固定位置作为起点(最左最上)开始编码2）通过使用链码的首差代替码子

4、本身的方式3.3.2表示与描述:表示法设计链码循环首差链码：用相邻链码的差代替链码例如：4-链码10103322循环首差为：33133030循环首差：1-2=-1(3)3-0=30-1=-1(3)3-3=01-0=12-3=-1(3)0-1=-1(3)2-2=03.3.2表示与描述:表示法设计链码应用背景：如果边界的本身对于旋转和比例修改来说是无变化的，使用链码才是正确的。一般来说这是不可能的，实际应用时还需要改进。用链码后，对象只要用1)起点坐标，2)周长（边界点数）3)链码，4)对象编号，就可以描述。链码一般用于一幅图像中有多个对象的情况，对单个对象不适

5、用。3.3.2表示与描述:表示法设计多边形逼近基本思想：用最少的多边形线段，获取边界形状的本质。寻找最小基本多边形的方法一般有两种：点合成法和边分裂法3.3.2表示与描述:表示法设计多边形逼近点合成算法思想举例：3.3.2表示与描述:表示法设计多边形逼近合成点算法：1）沿着边界选两个相邻的点对，计算首尾连接直线段与原始折线段的误差。2）如果误差小于预先设置的阈值。去掉中间点，选新点对与下一相邻点对，重复1）；否则，存储线段的参数，置误差为0，选被存储线段的终点为起点，重复1）2）。3）当程序的第一个起点被遇到，程序结束。3.3.2表示与描述:表示法设计多边形

6、逼近合成点算法的问题：顶点一般不对应于边界的拐点（如拐角）。因为新的线段直到超过误差的阈值才开始。下面讲到的分裂法可用于缓解这个问题3.3.2表示与描述:表示法设计多边形逼近边分裂算法思想举例：3.3.2表示与描述:表示法设计多边形逼近分裂边算法：（1）连接边界线段的两个端点（如果是封闭边界，连接最远点）；（2）如果最大正交距离大于阈值，将边界分为两段，最大值点定位一个顶点。重复（1）；（3）如果没有超过阈值的正交距离，结束。3.3.2表示与描述:表示法设计外形特征基本思想：外形特征是一种用一维函数表达边界的方法。基本思想是把边界的表示降到一维函数3.3.2

7、表示与描述:表示法设计外形特征函数定义——质心角函数：边上的点到质心的距离r，作为夹角的的函数。Arr()2A3.3.2表示与描述:表示法设计外形特征举例：Arr()2A3.3.2表示与描述:表示法设计外形特征问题：函数过分依赖于旋转和比例的变化改进：对于旋转——两种改进：a.选择离质心最远的点作为起点b.选择从质心到主轴最远的点作为起点对于比例变换：对函数进行正则化，使函数值总是分布在相同的值域里，比如说[0，1]3.3.2表示与描述:表示法设计边界分段基本概念：一个任意集合S（区域）的凸起外缘H是：包含S的最小凸起的集合H-S的差的集合

8、被称为集合S的凸起补集DSSDS+D=H3.3.2表