《目标表达和描述》PPT课件.ppt

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1、目标表达和描述(图像分析)图像处理从输入输出的角度可以分为两个分支，一个分支的特点是：输入是图像，输出是一幅近似于输入的图像，例如图像增强、图像分割和图像编码等；另一个分支在处理过程中输入仍然是图像，但输出是已知的某图像的描述或某景物的描述。这种处理就称为图像分析。图像分析一般在图像分割的基础上进行，即首先通过图像分割把图像空间分成一些有意义的区域，然后采用不同于原始图像的适当形式将目标表示出来，并对目标特征进行描绘。图像分割的结果要么是区域内的像素的集合，要么是位于区域边界上的像素的集合，所以对图像中目标的表达方法分为区

2、域表达和边界表达，对目标的描述一般也分为对边界的描述和对区域的描述。对图像中目标的表达方法应尽量节省内存空间且易于特征计算，而对目标的描述应该在尽可能区别不同目标的基础上对目标的尺度、平移、旋转等不敏感。1.边界表达：在分割过程中当确定了边界后，边界表达就是基于边界的像素点对目标的表示形式。(1)链码：对边界的一种表示方法。链码是一种用若干条具有特定长度和方向的线段连接起来表示目标边界的方法。01234567例如:选边界上一点(用坐标表示)作为起点，其它点用方向数来表示：AA:657071324301238-方向链码4-方

3、向链码用一系列具有特定长度和方向相连的直线段来表示目标的边界每个线段的长度固定而方向数目是有限的只有起点需要用坐标表示其它点只需要用方向数表示偏移量所需数据量少(2)多边形逼近——抗干扰，且数据量小基于收缩的最小周长多边形边界经常由于噪声、采样等的影响而产生许多较小的不规则处，它们对链码会产生明显的干扰，用多边形逼近的方法来表示边界，可以使抗干扰性能更好，更节省空间。将原边界看成有弹性的线，将组成边界的像素序列的内外边各看成一堵墙。将边界线拉紧，则得到能够表示边界的最小周长多边形。基于聚合的最小均方误差线段逼近abjihc

4、gdfe这种方法是通过沿边界依次连接像素来实现的，具体如下：选一个边界点作为起点，如图中a；用直线段依次连接该点与相邻的边界点，如图中ab,ac,ad,ae等；每次连接后，计算各直线与边界的拟合误差；若误差小于规定的限度，则继续作连接工作，若当前误差超过规定的限度，则把超过前的线段作为多边形的一条边；以线段另一个端点为起点继续连接边界点；绕边界一周后结束.从而得到一个边界的多边形．基于分裂的最小均方误差线段逼近abjihcgdfe2.区域表达：(1)空间占有数组：方便、简单、直观0000000000010000001110

5、000011111000111110000011000000000000000000先连接边界上相距最远的两个像素点；然后根据一定准则（如，边界点与当前多边形的最大距离），进一步分解边界，直到拟合误差满足规定的限度。对任一点(x,y),若在区域内取f(x,y)为１，否则取０可用于三维图像的表示占空间大(2)四叉树：适用于对方形图像采用分裂聚合方法进行分割的情况E原始图像ABCD一次分裂E白色表示目标结点黑色表示背景结点灰色表示混合结点ABCDAC二次分裂B1B2B3B4D1D2D3D4B1B2B3B4D1D2D3D4先根据

6、分裂原则，分裂成任意大小，互不重叠的区域进行相同特征的区域合并根结点对应整个图像叶结点对应具有相同特征的像素组成的方阵3.边界描述：对目标边界的一些特征进行描述(1)简单边界描述符：边界的长度：边界所包围区域的轮廓的周长。边界的直径：边界上相隔最远的两个点之间的距离。任意两点p、q（坐标分别为(x,y)和(s,t)）之间的距离可以采用不同的度量方法：曲率：边界上的点对应斜率的改变率，它反映了边界上的点沿边界方向的变化情况。欧氏距离城区距离棋盘距离(2)形状数：一种基于链码的边界形状描述符对同一边界，如果用不同的边界点作为链

7、码起点，如下：AB以A为起点，4-方向链码为：A:10103322以B为起点，4-方向链码为：B:03322101起点归一化：把链码看成由方向数构成的自然数，找最小的一个.CC:01033221一阶差分：链码中相邻两个方向数(反方向)相减（模为4）。AA旋转后链码发生变化1010332233133030(2)2121003333133030(3)可见，差分码在旋转后不变链码起点不同，这些一阶差分也不同,其中值最小的差分码即为形状数。03033133一种有用的形状度量方法32210103可见，得到的链码是不同的！(３)矩：目

8、标的边界可看成一系列曲线段组成：任意一个曲线段都可看成一个一维函数f(r)：f(r)0rf(r)的均值：f(r)对均值的n阶矩为：f(r)对均值的n阶矩与f(r)的形状有直接关系，如2阶矩描述了曲线对均值的分布，３阶矩描述了曲线对均值的对称性。4.区域描述：(1)简单区域描述符：区域面积：说明区域的大小