数字图象处理及matlab的实现ppt课件第12章.ppt

《数字图象处理及matlab的实现ppt课件第12章.ppt》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12章对象识别本章中的目标、对像(object)或模式(pattern)指图像中具有特定意义的单个区域。本章中模式识别的方法主要分两类：（1）决策论(decision-theoretic)方法：适用于以定量描绘子（如长度、面积、各阶矩等）描述的各种模式；（2）结构化(structural)方法：适用于以定性描绘子（如图像元的排列方式）描述的各种模式。识别理论的核心：从样本中“学习”1模式(pattern)：描绘子的排列组合。特征(feature)：常用来指描绘子。模式类(patternclass)：具有某种共性的模式族。模式识别(patte

2、rnrecognition)：自动（由机器而非手工）为输入模式打上其所属模式类的标签。常用模式排列方法：矢量法（用于定量描述）、字符串(string)和树(tree)（用于结构描述）。模式向量(patternvector)：其中分量xi代表第i个描绘子。n为模式中的描绘子总个数。模式与模式类2计算距离度量1、Euclidean距离：两个n维（行或列）向量x,y间的欧氏距离定义为标量d=norm(x-y);D=sqrt(sum(abs(X-repmat(y,p,1)).^2,2));2、Mahalanobis距离：一种有效的计算两个未知样本集的相似

3、度的方法。与欧式距离不同的是它考虑到各种特性之间的联系（例如：一条关于身高的信息会带来一条关于体重的信息，因为两者是有关联的）。两个随机矢量协方差矩阵为Σ之间的差异程度:3基于决策理论方法的识别基本思想：利用决策函数(decisionfunction，或称判别函数，discriminantfunction)进行识别。对于W个模式类，寻找W个决策函数d1(x),d2(x),...,dW(x)，使得如果模式，则di(x)>dj(x),j=1,2,...,W;j≠i.决策边界(decisionboundary)：将类别与分开的x值，即满足di(x)=

4、dj(x)或dij(x)=di(x)-dj(x)=0的x值。dij(x)>0则x属于类，dij(x)<0则x属于类。关键：决策函数的寻找。4基于决策论方法的识别1.形成模式向量:堆叠图像方法，然后由图像中的相应像素形成向量：S=cat(3,f1,f2,…,fn);Imstack2vectors(s);5基于决策论方法的识别2.匹配(matching)：用一个原型(prototype)模式矢量代表每一个模式类，在某一预先指定的测度下，未知模式根据其与原型的接近程度确定类别。最小距离分类器：将原型定义为该类模式的平均矢量并将未知模式分配给与其

5、最接近的原型类。在欧氏距离下，只需计算下面的距离函数来确定与原型的接近程度：这里是欧氏范数。6欧氏距离最小时有最大，与决策函数概念一致。模式类与的决策边界为：它垂直于并二等分连接mi和mj的线段。n=2时为一直线；n=3时为一平面；n>3时为一超平面。7例子：两个模式类与的样本平均矢量分别为m1=(4.3,1.3)T和m2=(1.5,0.3)T，决策函数为：d1(x)=xTm1–m1Tm1/2和d2(x)=xTm2–m2Tm2/2=4.3x1+1.3x2–10.1=1.5x1+0.3x2–1.17决策边界为：d12(

6、x)=d1(x)-d2(x)=2.8x1+1.0x2–8.9=0对属于的模式矢量输出正值，对属于的模式矢量输出负值。8相关匹配：利用相关函数寻找一幅大小为J×K的子图像w(x,y)在一幅大小为M×N（M≥J,N≥K）的图像f(x,y)中的匹配。匹配所采用的相关函数简化形式：求和仅在f和w的重叠区域进行。所有均值向量都组织为一个矩阵M的行，则任一模式x到所有均值向量的矩离计算如下：d=sqrt(sum(abs(M-repmat(x,w,1)).^2,2));Class=find(d==min(d));9f的原点在左上角，w的原点在中心。

7、对每个(x,y)值，例如(x0,y0)，都可以计算出一个相关值。改变(x,y)，则w在f中滑动，得到函数c(x,y)。与c的最大值对应的(x,y)指示了w与f的最佳匹配位置。f与w在点(x0,y0)处的相关值计算10c(x,y)定义式的不足在于其对w和f函数的幅度变化较敏感。采用下面的相关系数（correlationcoefficient）有一定改善效果：其中x=0,1,2,...,M-1,y=0,1,2,...,N-1,为w中像素的平均值，为f中与w重叠的像素平均值，求和仅在w与f的重叠区域进行。的取值范围是[-1,1]，独立于f和

8、w的幅度范围变化。相关函数对于图像尺度、旋转等变换的规整化较难获得，因此一般较少用于这些情形，或者需要专门处理手段。11基于决策论方法的