第5章 图像分割与边缘检测-数字图像处理.ppt

其他边缘检测算子 Roberts算子的模板为: 其他边缘检测算子 其他边缘检测算子 检测比较 检测比较 图5-11 LOG算子中心点的距离与位置加权系数的关系 若将图5-11绕y轴作旋转一周后，LOG算子很像一顶墨西哥草帽， 所以，LOG又叫墨西哥草帽滤波器。 Sobel算子 Prewitt算子 Laplace算子 Kirsch算子 Canny算子 1.对原图像进行高斯滤波 2.计算方向导数 3.计算梯度的幅度 4.抑制梯度图中的非局部极值点的象素 5.估计出图像中的高阈值和低阈值 6.遍历图像中的点，对每个象素利用阈值以及追踪函数，判断是否边界。是则将象素置为255，否则置为0. 分别为：原图，Roberts，Sobel，Prewitt，Laplace，Kirsch，Canny 分别为：原图，Roberts，Sobel，Prewitt，Laplace，Kirsch，Canny 5.3 轮廓跟踪与提取 5.3.1 轮廓跟踪 在识别图像中的目标时，往往需要对目标边缘作跟踪处理， 也叫轮廓跟踪。顾名思义，轮廓跟踪就是通过顺序找出边缘点来跟踪边界的。若图像是二值图像或图像中不同区域具有不同的像素值，但每个区域内的像素值是相同的，则如下算法可完成基于4连通或8连通区域的轮廓跟踪。 步骤1： 首先按从上到下， 从左到右的顺序扫描图像， 寻找没有标记跟踪结束记号的第一个边界起始点 A0 ， A0 是具有最小行和列值的边界点。定义一个扫描方向变量dir， 该变量用于记录上一步中沿着前一个边界点到当前边界点的移动方向， 其初始化取值为 (1) 对4连通区域取dir = 3， 如图5-12(a)所示；  (2) 对8连通区域取dir = 7， 如图5-12(b)所示。 图5-12 方向变量的初始化 步骤2： 按逆时针方向有哪些信誉好的足球投注网站当前像素的3×3邻域， 其起始有哪些信誉好的足球投注网站方向设定如下：  (1) 对4连通区域取(dir + 3)mod 4， 如图5-13(a)所示；  (2) 对8连通区域， 若dir为奇数取(dir + 7)mod 8， 如图5-13(b)所示； 若dir为偶数取(dir + 6) mod 8， 如图5-13(c)所示。 图5-13 3×3邻域起始有哪些信誉好的足球投注网站方向 在3×3邻域中有哪些信誉好的足球投注网站到的第一个与当前像素值相同的像素便为新的边界点An，同时更新变量dir为新的方向值。 步骤3：如果An等于第二个边界点A1且前一个边界点An-1等于第一个边界点A0，则停止有哪些信誉好的足球投注网站，结束跟踪，否则重复步骤2继续有哪些信誉好的足球投注网站。 步骤4：由边界点A0、A1、A2、…、An-2构成的边界便为要跟踪的边界。 算法中步骤1中所采用的准则称为“探测准则”， 其作用是找出第一个边界点；步骤3中所采用的准则称为“跟踪准则”，其作用是找出所有边界点。 图5-14 轮廓跟踪示例 5.3.2 轮廓提取 二值图像轮廓提取的算法非常简单， 就是掏空内部点： 如果原图像中有一点为黑，且它的8个邻点都是黑色时，说明该点是内部点， 将该点删除（置为白色像素值255）。对图像中所有像素点执行该操作便可完成图像轮廓的提取。 5.4 图 像 匹 配 5.4.1 模板匹配 模板匹配是指用一个较小的图像，即模板与源图像进行比较， 以确定在源图像中是否存在与该模板相同或相似的区域， 若该区域存在， 还可确定其位置并提取该区域。 模板匹配常用的一种测度为模板与原图像对应区域的误差平方和。设f(x, y)为M×N的原图像，t(j,k)为J×K(J≤M，K≤N)的模板图像，则误差平方和测度定义为 （5-7） 将式（5-7）展开可得 (5-8) 令 DS(x, y)称为原图像中与模板对应区域的能量，它与像素位置(x, y)有关， 但随像素位置(x, y)的变化， DS(x, y)变化缓慢。DST(x, y)称为模板与原图像对应区域的互相关，它随像素位置(x, y)的变化而变化，当模板t(j, k)和原图像中对应区域相匹配时取得最大值。DT(x, y)称为模板的能量，它与图像像素位置(x, y)无关，只用一次计算便可。显然，用式(5-8)计算误差平方和测度可以减少计算量。 基于上述分析，若设DS(x, y)也为常数，则用DST(x, y)便可进行图像匹配，当DST(x, y)取最大值时，便可认为模板与图像是匹配的。但假设DS(x, y)为常