最新数字图像处理及工程应用第12章 图像描述教学讲义ppt.ppt

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1、数字图像处理及工程应用第12章图像描述第12章图像描述描绘子：表征图像特征的一系列符号。具有如下特点：（1）唯一性:每个目标必须有唯一的表示,否则无法区分。（2）完整性:描述是明确的，没有歧义的。（3）几何变换不变性：描述应具有平移、旋转、尺度等几何变换不变性。（4）敏感性：描述结果应该具有对相似目标加以区别的能力。（5）抽象性：从分割区域、边界中抽取反映目标特性的本质特征，不容易因噪声等原因而发生变化。2021/9/1024邻示意图坐标关系第12章图像描述12.1像素描述1、领域图像中的每一个像素都与其周围像素存在一定关系。2021/

2、9/103连通性具有如下性质：1）p与p是连通的。实际上邻接也是连通的一个特例。2）p与q连通，则q与p也连通。3）若p与q连通，q与r连通，则p与r连通。（b）8连通（a）4连通其中v={1}第12章图像描述2021/9/1074、区域和边界（1）区域：对于S中的任一像素点p，S中所有的与p连通的点的集合称为S的连通分量，即一个连通的区域。（2）边界：设图像中目标点（右图中以1表示）的集合为S，其余点（右图中以0表示）的集合为，则称为S的补集。如果目标S中的点p有相邻点在中，那么p就称为S的边界点，其集合称为S的边界，记为。S中除去的

3、点，即称为S的内部。利用相邻、连通性和边界点可以定义如下一些图像的特征点和线。第12章图像描述2021/9/1081111111111111111111111111111111111111111aaccdddcddeeeecddebbecddebbecddeeeeccddd（a）像素取值（b）不同特征点，线的标记1）孤点——没有邻接点的孤立点。2）S的内部和内点——目标点集S和边界点集之差集称为S的内部，处于S内部的点称为S的内点。3）弧（曲线）及弧点——如果连通域中除两端点只有一个邻接点外，其余的点都有两个邻接点，则称此连通域为弧或者

4、曲线，相应的点为弧点。4）封闭曲线——如果连通域中所有点都有两个邻接点，则称此连通域为封闭曲线。4连通，V={1}第12章图像描述2021/9/10912.2目标物边界的链码表示1、链码的定义(a)四方向链码的方向符；（b）八方向链码的方向符。第12章图像描述2021/9/10102、曲线的链码表示（1）原链码从边界（曲线）起点S开始，按顺时针方向观察每一线段走向，并用相应的指向符表示，结果就形成表示该边界（曲线）的数码序列，称为原链码。（2）归一化链码原链码具有平移不变性（平移时不改变指向符），但当改变起点S时，会得到不同的链码表示，

5、即不具备唯一性。第12章图像描述2021/9/1011任选一起点S得到原链码，将链码看作由各方向数构成的n位自然数，将该码按一个方向循环，使其构成的n位自然数最小，此时就形成起点唯一的链码，称为归一化链码，也称为规格化链码。（3）差分码归一化链码既具有平移不变性，也具备唯一性，但不具备旋转不变性。第12章图像描述2021/9/1012（4）归一化的差分码对差分码进行（起点）归一化，就可得到归一化（唯一）的差分码，它具有平移和旋转不变性，也具有唯一性。（5）边界的形状数表示由于归一化的差分码既具有唯一性，也具有目标物平移和旋转不变性，因此

6、可用来表示边界，称为形状数。形状数序列的长度(位数)称为形状数的阶,它可作为闭合边界的周长。如下图所示的目标边界，其原链码为,差分码为,则形状数为，形状数的阶为10。第12章图像描述2021/9/1013举例如下：(a)原始目标的区域(b)逆时针旋转后的区域(c)旋转前原链码：原链码：差分码：差分码：(d)旋转后图12.1旋转前后的原链码及差分码归一化链码：=0606454212归一化差分码：第12章图像描述2021/9/1014第12章图像描述12.3曲线的拟合1、迭代拟合利用迭代的方法把曲线用分段线段近似表示出来。首先用直线连接端点

7、A和B，然后选取到直线AB距离最远的点C，如果点C偏离AB超过了某种限度，则消去线段AB，然后分别连接AC和BC。根据迭代的方法，对每段线段重复上述的步骤，直到偏离值小于原先设定的限度为止，此时得到的折线就是对各边界点的迭代拟合。图12.2迭代拟合示例2021/9/1015第12章图像描述2、最小均方误差拟合设由某图形的边界点组成的边界点集为，我们试着用一条曲线近似拟合这个点集。根据最小均方误差的原则，要求该曲线上各点和边界点集的“距离”最小，即使拟合的均方误差最小，即：式中，N为点集中点的个数。假定f(x)为抛物线，则其参数形式为曲线

8、拟合就是确定参数最佳值的过程，用经典的最小二乘法很容易解决。该问题的解用矩阵形式可表示为如下求伪逆的过程：2021/9/1016其中误差向量为：，均方误差为，最优解为，其中矩阵称为B的伪逆矩阵。第12章图像