数字图像处理第6章 图象分割ppt课件.ppt

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1、边缘是一个“局部”概念,一个区域的边界是一个具有整体性的概念。边界跟踪是一种串行图像分割技术。图像由于噪声以及光照不均等因素，边缘点可能是不连续的，边界跟踪可将它们变为有意义的信息。6.3.1边界跟踪方法边界跟踪步骤：1）确定边界的起始搜索点。2）确定合适的边界判别准则和搜索准则。3）确定搜索的终止条件。6.3边界跟踪假定图像为二值图像，其中只有一个具有闭合边界的目标。按四连通方向搜索边界的方法：l）起始搜索点按从左到右、从上到下的顺序搜索；找到的第一个亮点一定是最左上方的边缘点，把它作为起始搜索点。记为s；同时记下起始搜索点的搜索方向，记为D。这里1为边缘点。2）边界判别和搜索

2、准则按上、右、下、左的顺序寻找下一边缘点N。C点为当前点，单元格中的数字表示搜索顺序如果N点为1，则该点为边缘点，搜索到下一个时，把N作为当前点C，同时改变搜索方向。3）搜索的终止条件重复步骤2，如果C就是S点且搜索方向为D，则表明已经转了一圈，程序结束。C2CNCNCNCN314二值图像边界跟踪原始图像四连通边界跟踪结果边界点跟踪顺序CPCPCCPCPCPCPCPP灰度图像边界跟踪l）起始搜索点。梯度图像、灰度最大的为起始点2）边界判别和搜索准则。八邻域搜索第二大的点为边界点3）搜索的终止条件。当找出来的点小于某一阈值时，结束。哈夫（Hough）变换是利用图象全局特性而将边缘象

3、素连接起来组成区域封闭边界的一种方法。哈夫变换6.3.2问题的提出?�对于边界上的n个点的点集，找出共线的点集和直线方程。?对于任意两点的直线方程：y=ax+b构造一个参数a,b的平面，从而有如下结论：xy平面上的任意一条直线y=ax+b，对应在参数ab平面上都有一个点过xy平面一个点(x,y)的所有直线，构成参数ab平面上的一条直线如果点(x1,y1)与点(x2,y2)共线，那么这两点在参数ab平面上的直线将有一个交点在参数ab平面上相交直线最多的点，对应的xy平面上的直线就是我们的解.在图象空间中共线的点对应在参数空间里相交的线。反过来，在参数空间中相交于同一点的所有直线在图

4、象空间里都有共线的点与之对应。这就是点一线的对偶性。Hough变换算法实现?由于垂直直线a为无穷大，改用极坐标形式：?参数平面为θ,ρ，对应不是直线而是正弦曲线使用交点累加器，或交点统计直方图，找出相交线段最多的参数空间的点,然后找出该点对应的xy平面的直线线段?如图:在左图中给出图象XY平面的5个点，在参数空间里对应5条曲线，这里的取值范围为[-900,+900],ρ取值为,n为图象长度Hough变换算法1.适当地量化参数空间．选择表示曲线的原始函数2.假定参数空间的每一个单元都是一个累加器，把累加器初始化为零．3.对图像空间的每一点，在其所满足的参数方程对应的累加器上加1．

5、4.累加器阵列的最大值对应模型的参数．原灰度图像参数空间映射图像Hough变换检测圆圆的一般方程：（x-a)2+(y-b)2=r2参数a,b,r在参数空间中建一个3D的累加数组可写为A(a,b,r)，让a,b依次变换算出r,对A累加：A(a,b,r)=A(a,b,r)+1与检测直线上的点相同例如:已知一圆周点(x,y)位于坐标原点，其圆心的轨迹如图所示（r=5），将式:(x-a)2+(y-b)2=R2对x微分得:2(x-a)+2(y-b)dy/dx=0并代入：dy/dx=tan(θ-π/2)再将微分结果与式:(x-a)2+(y-b)2=R2联立并对a,b求解就可得到：a=x-rs

6、inθb=y+rcosθ该结果也可从图中得到。如r已知则参数为圆锥部分表面：圆检测中梯度信息的利用以下图为例不考虑梯度方向图中小方块对应图象空间中的圆周点，而虚线圆为可能的圆心位置。此时由于不知道圆心应在何方，需要检查整个虚线圆周以确定图象空间中的圆心点。考虑梯度指向后，只需考虑梯度所指方向的虚线圆弧就可以了。有无梯度方向两种情况下累加器组的内容已经提出几种方法来改进Hough变换的性能．一种方法是使用边界梯度信息来减少参数空间的工作量．如果圆的半径r已知，问题进一步简化为2D参数空间。这时参数的轨迹是半径为r的圆周。这里图象空间和参数空间的轨迹都是圆周，称为圆周－圆周对偶性。例

7、,用哈夫变换检圆.图a是一幅256256灰度合成图，内有一灰度值160半经为80的圆目标，背景灰度值96。整幅图迭加了在[-48,48]间均匀分布的随机躁声。求圆心:设半径已知.图B用Sobel求梯度取阈值得边缘.图C哈夫变换得累加器图象,亮点为圆心.图D因半径已知得圆周边界点和边界段可以用图（graph）结构表示通过在图中进行搜索对应最小代价的通道也可以找到闭合边界。这种方法是一种全局的方法，它在图象受噪声大时效果仍较好，当然这种方法比较复杂，计算量也大。6.4串行边界技术6