图像分割55429

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1、数字图像处理北京大学计算机研究所陈晓鸥第二节图像分割3.2.1图像分割引言3.2.2边界分割法3.2.3边缘连接分割法3.2.4阈值分割法3.2.5面向区域的分割3.2.6数学形态学图像处理3.2.1图像分割引言引言图像分析的概念图像分析系统的基本构成图像分割的概念图像分割的基本思路图像分割的基本策略3.2.1图像分割引言图像分析的概念从图像中提取信息的技术图像分析系统的基本构成预处理图像分割特征提取对象识别3.2.1图像分割引言图像分割的概念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3.2.1图像分割引言图像分割的基本思路从简到难，逐级分割控制背景环

2、境，降低分割难度把焦点放在增强感兴趣对象，缩小不相干图像成分的干扰上3.2.1图像分割引言图像分割的基本策略分割算法基于灰度值的两个基本特性：不连续性和相似性检测图像像素灰度级的不连续性，找到点、线（宽度为1）、边（不定宽度）。先找边，后确定区域。3.2.1图像分割引言图像分割的基本策略检测图像像素的灰度值的相似性，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3.2.2图像分割:边界分割法边界分割法点的检测线的检测边的检测3.2.2图像分割:边界分割法点的检测用空域的高通滤波器来检测孤立点例：R=(-1*8*8+128*8)/9=(120*8)/9=960/9=106设：阈

3、值：T=6488881288888-1-1-1-18-1-1-1-1图像模板3.2.2图像分割:边界分割法点的检测如果R的值等于0，说明当前检测点与的灰度值与周围点的相同当R的值足够大时，说明该点的值与周围的点非常不同，是孤立点。通过阈值T来控制如T=32、64、128等

4、R

5、>T便检测到一个孤立点3.2.2图像分割:边界分割法线的检测通过比较典型模板的计算值，确定一个点是否在某个方向的线上-1-1-1222-1-1-1-1-12-12-12-1-1-12-1-12-1-12-12-1-1-12-1-1-123.2.2图像分割:边界分割法线的检测R1=-6+30=24R2=-14+14=0

6、R3=-14+14=0R4=-14+14=01115551111115551111115551113.2.2图像分割:边界分割法边的检测边界的定义：一段边是两个具有相对不同灰度值特性的区域的边界线适用于：假定问题中的区域是非常类似的，两个区域之间的过渡，仅仅根据灰度的不连续性便可确定不适用于：当假定不成立时，阈值分割技术一般来说比边缘检测更加实用3.2.2图像分割:边界分割法边的检测分割对象分割对象3.2.2图像分割:边界分割法边的检测基本思想：计算局部微分算子一阶微分二阶微分截面图边界图像3.2.2图像分割:边界分割法边的检测一阶微分：用梯度算子来计算特点：对于亮的边，边的变化起点是正的

7、，结束是负的。对于暗边，结论相反。常数部分为零。用途：用于检测图像中边的存在3.2.2图像分割:边界分割法边的检测二阶微分：通过拉普拉斯来计算特点：二阶微分在亮的一边是正的，在暗的一边是负的。常数部分为零。用途：1）二次导数的符号，用于确定边上的像素是在亮的一边，还是暗的一边。2）0跨越，确定边的准确位置3.2.2图像分割:边界分割法边的检测梯度算子函数f(x,y)在(x,y)处的梯度为一个向量：f=[f/x,f/y]计算这个向量的大小为：f=mag(f)=[(f/x)2+(f/y)2]1/2近似为:f

8、x

9、+

10、y

11、z2z8z5z3z9z6z1z7z43.2.

12、2图像分割:边界分割法边的检测梯度算子梯度的方向角为：(x,y)=tan(y/x)Sobel算子为：x=(z7+2z8+z9)-(z1+2z2+z3)y=(z3+2z6+z9)-(z1+2z4+z7)-220-110-110000-1-1-2112xy3.2.2图像分割:边界分割法边的检测Sobel梯度算子的使用与分析1.直接计算y、x可以检测到边的存在，以及从暗到亮，从亮到暗的变化2.仅计算

13、x

14、，产生最强的响应是正交于x轴的边；

15、y

16、则是正交于y轴的边。3.由于微分增强了噪音，平滑效果是Soleb算子特别引人注意的特性3.2.2图像分割:边界分割法边的检测拉普拉斯

17、二维函数f(x,y)的拉普拉斯是一个二阶的微分定义为：2f=[2f/x2,2f/y2]可以用多种方式被表示为数字形式。对于一个3x3的区域，经验上被推荐最多的形式是：2f=4z5–(z2+z4+z6+z8)z2z8z5z3z9z6z1z7z43.2.2图像分割:边界分割法边的检测拉普拉斯定义数字形式的拉普拉斯的基本要求是，作用于中心像素的系数是一个正数，而且其周围像素的系数为负数，系数之和必为0。-1-140