数图7-图像表示与描述.ppt

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1、DigitalImageProcessing（DIP）图像的表示与描述图像的表示与描述概述图像的几何、形状特征图像表示方法其他边界和区域描述形态学描述思考题2021/9/142图像的表示与描述在整个图像处理过程中的作用图像的表示与描述图像图像识别图像预处理图像理解图像分割图像的表示与描述所处位置2021/9/143概述图像表示：分为边界表示（如链码、边界分段等）和区域表示（如四叉树、骨架等）两大类：（目的：存储）边界表示关心的是图像中区域的几何、形状特征。区域表示则倾向于反映区域的灰度、颜色、纹理等特征的特点。图像描述：分为边界描述、

2、区域描述和形态学描述（描述子、形状树、统计矩）。2021/9/144一、图像的几何特征图像的几何、形状特征图像的几何特征：是指图像中物体的位置、方向、周长和面积等方面的特征。尽管几何特征比较直观和简单，但在许多图像分析中可以发挥重要的作用。2021/9/145一般情况下，图像中的物体通常并不是一个点，因此，采用物体或区域的面积的中心点作为物体的位置。如图所示：1、位置与方向2021/9/1462.方向如果物体是细长的，则可以将较长方向的轴定义物体的方向。如图所示，通常，将最小二阶矩轴定义为较长物体的方向。也就是说，要找出一条直线，使物

3、体具有最小惯量，即：r是点（x，y）到轴线的垂直距离2021/9/147长轴和短轴若区域或物体的边界已知，则可以采用区域的最小外接矩形（MER，Mini-mumEnclosingRectangle）的尺寸来描述该区域的基本形状，如图所示，a为长轴，b为短轴。2021/9/148周长周长：是指该物体或区域的边界长度。一个形状简单的物体用相对较短的周长来包围它所占有面积内的像素，即周长是围绕所有这些像素的外边界的长度。计算周长常用的3种方法：2021/9/149若将图像中的像素视为单位面积小方块时，区域的周长即为区域和背景缝隙的长度之和，

4、此时边界用隙码表示，计算出隙码的长度就是物体的周长。如图所示图形，边界用隙码表示时，周长为24。周长计算（1）2021/9/1410周长计算（2）若将像素视为一个个点时，则周长用链码表示，求周长也就是计算链码的长度。（8链码）当链码值为奇数时，其长度为；当链码值为偶数时，其长度为1;即周长p可表示为：2021/9/1411周长计算（2）以前述图为例:（8链码）边界以面积表示时，物体的周长为:2021/9/1412周长计算（3）(3)周长用边界所占面积表示时，周长即物体边界点数之和，其中每个点为占面积为1的一个小方块。以前述图为例:边界

5、以面积表示时，物体的周长为15。2021/9/1413面积面积是衡量物体所占范围的一种方便的客观度量。面积与其内部灰度级的变化无关，而完全由物体或区域的边界决定。同样面积条件下，一个形状简单的物体其周长相对较短。1.像素计数法最简单的面积计算方法是统计边界及其内部的像素的总数。根据面积的像素计数法的定义方式，求出物体边界内像素点的总和即为面积，计算公式如下：2021/9/1414面积的边界坐标计算法是采用格林公式进行计算，在x-y平面上，一条封闭曲线所包围的面积为:（在平面闭区域上的二重积分可以通过沿闭区域的边界曲线上的曲线积分来表达

6、）离散化为:2.边界坐标计算法2021/9/1415距离图像中两点P1和P2之间的距离是重要的几何性质之一，测量距离常用的3种方法如下：1.欧几里德距离2.市区距离2021/9/14163.棋盘距离2021/9/1417二、形状特征物体的形状特征主要包括:矩形度宽长比球状性圆形度不变矩偏心率物体从图像中分割出来以后，将形状特征与几何特征结合起来，在机器视觉系统中起着十分重要的作用，它可以作为区分不同物体的依据之一。（只有几何特征做不到完全区分物体）2021/9/14181.矩形度物体的矩形度：指物体的面积与其最小外接矩形的面积之比值。

7、如图所示，矩形度反映了一个物体对其外接矩形的充满程度。矩形最大圆形最小矩形度的定义：2021/9/14192.宽长比宽长比：是指物体的最小外接矩形的宽与长之比值。宽长比r为：R将细长物体与圆形或方形物体区分开来。2021/9/1420周长平方面积比：边界能量：r是曲率半径其中:3.圆形度圆形度：包括周长平方面积比、边界能量、圆形性、面积与平均距离平方之比值等。圆形度可以用来刻画物体边界的复杂程度。2021/9/1421圆形性：圆形最大3.圆形度从区域重心到边界点的平均距离从区域重心到边界点的距离均方差4.球状度：内切圆半径与外切圆半径

8、的比值2021/9/14225.偏心率偏心率（Eccentricity）又称为伸长度（Elongation），它是区域形状的一种重要描述方法。偏心率在一定程度上反映了一个区域的紧凑性。偏心率有多种计算公式，一种常用的计算