[工学]第八章 图像分割与描述测.ppt

电子科技大学 光电信息学院 二○一○年4月29日 军事目标识别 图像分析系统的构成 图像分析 所谓图像分析，就是根据图像中的目标的描述数据对其作定性或定量分析，分析的基础是目标区域的特征。 图像描述 用一组数量或符号来表征图像中被描述的目标的基本特征。 图像分析手段之一——图像分割 把图像分解成构成它的部件和对象的过程。 有选择性地定位感兴趣对象在图像中的位置和范围。 　总之，把图像空间按照一定的要求分成一些“有意义”的区域的技术叫图像分割(Segmentation)。 主要内容 主要内容 边缘的类型： 阶跃边缘(Step edge) 屋顶边缘(Roof edge) 脉冲边缘(Pulse edge) 主要内容 Hough变换问题的提出 在找出边界点集之后，需要连接，形成完整的边界图形描述。 Hough变换于1962年由Paul Hough提出,并在美国作为专利被发表。它所实现的是一种从图像空间到参数空间的映射关系。 图像及其参数空间 图像及其参数空间 1、直线检测算法 极坐标下的Hough变换 由于垂直直线p,为无穷大，一般改用极坐标形式： 其中： 参数平面为?,? ，对应不是直线而是正弦曲线。 Hough变换应用—ADI获奖项目 主要内容 1、图像区域分割的基本策略 (2) 图像灰度值的相似性 通过选择阈值，找到灰度值相似的区域 区域的外轮廓就是对象的边 不连续性 边界分割法 相似性 阈值分割法 面向区域的分割 数学形态学分割 改进措施：通过直方图得到阈值 　例如：两个波峰的中间位置 图像有L阶灰度，ni是灰度为i的像素数，图像总像素数 N= n1+n2+ … + nL。 灰度为i的像素概率：pi = ni/N 类间方差： 灰度图像阈值: 基本思想 将具有相似性质的像素集合起来构成区域； 串行区域法。 步骤 对每个需要分割的区域找一个种子像素作为生长的起点。 将种子像素周围邻域中与种子像素有相同或相似性质的像素合并到种子像素所在的区域内。 把新加入的像素作为新的种子继续上面的过程，直到没有满足条件的像素加入区域。 关键问题 选择或确定一组能正确代表所需区域的种子像素 具体问题具体分析 先验知识（如：红外图像中检测目标时，选最亮的像素作为种子） 无先验知识（可根据直方图选取灰度中像素个数多的像素作为种子） 确定在生长过程中能将相邻像素合并的准则 具体问题相关（目标和背景的像素分布特点） 图像数据种类（单色、灰度还是彩色） 像素间的连通性和邻近性 制定让生长过程停止的条件或规则 一般是没有满足生长的像素 应考虑图像的局部性质（灰度、纹理和彩色） 目标的全局性质（尺寸、形状等） 生长准则和过程 区域生长的关键是选择合适的生长或相似准则。 (1)基于区域灰度差 (2)基于区域灰度分布统计性质 (3)基于区域形状 灰度分布相似性的两种检测方法： ① Kolmogorov-Smirnov 检测 ② Smoothed-Difference检测 利用图像数据的金字塔或四又树数据结构的层次概念,将图像划分成一组任意不相交的初始区域，即可以从图像的这种金字塔或四叉树数据结构的任一中间层开始、根据给定的均匀性检测准则进行分裂和合并这些区域，逐步改善区域划分的性能，直到最后将图像分成数量最少的均匀区域为止。 基本步骤如下： (1) 确定均匀性测试准则P； (2) 对任一区域Ri，如果P(Ri) = false，将其分裂成四等份。 (3) 对相邻的2个区域Ri和Rj,如果P(Ri ? Rj) = true,就将它们合并。 (4) 如果进一步的分裂或合并都不可能了，则结束，否则执行(2)。 四叉树 主要内容 主要内容 图像特征的描述有以下三种形式： 1.表示法设计 2.边界描述子 3.关系描述子 表示法设计 链码 多边形逼近 外形特征 边界分段 区域骨架 链码 定义：(1) 链码是一种边界的编码表示法。 (2) 用边界的方向作为编码依据。为简化边界的描述,一般描述的是边界点集。 链码举例： 链码 循环首差链码：用相邻链码的差代替链码 例如：4-链码 循环首差为： 循环首差：1 - 2 = -1(3) 3 - 0 = 3 　 0 - 1 = -1(3) 3 - 3 = 0 　　　　　1 - 0 = 1 2 - 3 = -1(3) 0 - 1 = -1(3) 2 - 2 = 0 简单描述子 形状数 傅立叶描述子 矩量 关系描述子 阶梯关系编码 骨架关系编码