形狀數(shù)的階-read

1、章毓晉 (TH-EE-IE),第9章 目標描述,9.1基于邊界的描述 9.2基于區(qū)域的描述 9.3 對目標關系的描述,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1基于邊界的描述,利用處在目標區(qū)域邊界上的象素集合來描述邊界的特點/特性9.1.1簡單邊界描述符9.1.2形狀數(shù)9.1.3邊界矩,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.1 簡單邊界描述符,1. 邊界的長度邊界/輪廓

2、長度（區(qū)域周長）對區(qū)域 R，輪廓點 P：① P本身屬于 R② P的鄰域中有象素不屬于 R,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.1 簡單邊界描述符,1. 邊界的長度!!!區(qū)域的輪廓點和內(nèi)部點要采用不同的連通性來定義 (1) 內(nèi)部點8-方向連通，輪廓為4-方向連通(2) 內(nèi)部點4-方向連通，輪廓為8-方向連通,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.1 簡單邊界描述符,1. 邊界的長度 (1)4-方向

3、連通輪廓B4 (2)8-方向連通輪廓B8使用單位長鏈碼2個象素間直線段 2個象素間對角線段,,,,,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.1 簡單邊界描述符,2. 邊界的直徑邊界上相隔最遠2點之間的距離 距離度量：DE(·)，D4(·)，D8(·),章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.1 簡單邊界描述符,3. 曲率斜率、曲率、角點（局部特性）斜率：輪廓點的（

4、切線）指向曲率：斜率的改變率曲率大于零，曲線凹向朝著法線正向曲率小于零，曲線凹向朝著法線負向角點：曲率的局部極值點,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.2 形狀數(shù),形狀數(shù)輪廓差分碼中其值最小的1個序列形狀數(shù)示例4-方向鏈碼為：10103322差分碼為：33133030形狀數(shù)為：03033133,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.2 形狀數(shù),形狀數(shù)的階形狀數(shù)序列的長度閉合曲線階是

5、偶數(shù)凸形區(qū)域形狀數(shù)的 階對應區(qū)域邊界 外包矩形的周長,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.3 邊界矩,矩是一個物理量目標的邊界可看作由一系列曲線段組成 通過定量描述曲線段而進一步描述整個邊界可把曲線段表示成1個1-D函數(shù) f (r) 把 f (r) 的線下面積看成1個直方圖,章毓晉 (TH-EE-IE),9.1.3 邊界矩,矩的計算 均值 對均值的 n 階矩?n與 f (

6、r) 的形狀有直接聯(lián)系 ?2描述了曲線相對于均值的分布?3描述了曲線相對于均值的對稱性,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2基于區(qū)域的描述,利用處在目標區(qū)域內(nèi)的象素集合來描述區(qū)域的特點/特性9.2.1簡單區(qū)域描述符9.2.2拓撲描述符 9.2.3不變矩,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單區(qū)域描述符,1、區(qū)域面積基于對象素個數(shù)的計數(shù) 2、區(qū)域重心基于區(qū)域所有象素

7、計算 3、區(qū)域密度需結合灰度圖和分割圖,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單區(qū)域描述符,1、區(qū)域面積區(qū)域面積的不同計算方法利用對象素記數(shù)求區(qū)域面積，最簡單合理,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單區(qū)域描述符,1、區(qū)域面積多邊形區(qū)域面積 ？NB是正好處在Q的輪廓上離散點的個數(shù)NI是Q的內(nèi)部點的個數(shù) 令R為Q中所包含點的集合|R| = NB + NI,章毓

8、晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單區(qū)域描述符,1、區(qū)域面積多邊形區(qū)域面積計算示例NI = 71，NB = 10， A(Q) = 75 多邊形Q所定義的面積輪廓（點集）所定義的面積,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單區(qū)域描述符,2、區(qū)域重心對非規(guī)則物體，其重心坐標和幾何中心坐標常不相同,,,,,,重心,幾何中心,密度加權的目標重心,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單

9、區(qū)域描述符,3、區(qū)域密度 (1)透射率（transmission） T = 穿透目標的光 / 入射的光 (2)光密度（optical density） 入射的光與穿透目標的光的比（透射率的倒數(shù)），取以10為底的對數(shù)OD = log(1/T) = –logT,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.1 簡單區(qū)域描述符,3、區(qū)域密度 (3)積分光密度 （integrated optical de

10、nsity）積分光密度是直方圖中各灰度的加權和,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.2 拓撲描述符,拓撲描述符 拓撲學研究圖形不受畸變變形（不包括撕裂或粘貼）影響的性質(zhì)拓撲性質(zhì)：全局性質(zhì)，與距離無關1.歐拉數(shù) –1，2，1 ， 0 歐拉數(shù)描述了區(qū)域的連通性 H：區(qū)域內(nèi)的孔數(shù) C：區(qū)域內(nèi)的連通組元個數(shù),,,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.2 拓撲描述符,對一幅二值圖象A，可以定義兩個歐拉數(shù)

11、(1)4-連通歐拉數(shù)E4(A)4-連通的目標個數(shù)減去8-連通的孔數(shù) (2)8-連通歐拉數(shù)E8(A)8-連通的目標個數(shù)減去4-連通的孔數(shù),章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.2 拓撲描述符,多邊形網(wǎng)全由直線段（包圍）構成的區(qū)域集合 歐拉公式 V：頂點數(shù) B：邊線數(shù) F：面數(shù),章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.2 拓撲描述符,2.3-D目標歐拉數(shù)以平面為表面構成的多面體,

12、V = 5，B = 8，F(xiàn) = 5,V = 6，B = 12，F(xiàn) = 8，R = 1，C = 0,V = 8，B = 12，F(xiàn) = 8，R = 2，C = 0,,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.3 不變矩,區(qū)域矩：用所有屬于區(qū)域內(nèi)的點計算f (x, y)的 p + q 階矩f (x, y)的 p + q 階中心矩f (x, y)的歸一化的中心矩,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3 對目標關系的描述,多個邊

13、界/區(qū)域間的關系邊界和邊界，區(qū)域和區(qū)域，邊界和區(qū)域可利用不同的數(shù)據(jù)結構 9.3.1目標標記和計數(shù)9.3.2點目標的分布9.3.3字符串描述符9.3.4樹結構描述符,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.1 目標標記和計數(shù),1、象素標記 檢查當前象素與之前若干近鄰象素的連通性?考慮4-連通的情況 新的標記 標記為A 標記為B

14、 標記為A/B 第1次被掃描到 與A連通 與B連通 A和B等價,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.1 目標標記和計數(shù),2、游程連通性分析,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.2 點目標的分布,當圖象中有許多個同類的目標時，為方便研究它們之間的關系，常將各個目標抽象為點目標對點目標集合，目標間相互關系常比單個目標在圖象中的位置或單個目標本身的性質(zhì)更重要 隨機分布

15、 聚類分布 規(guī)則分布,章毓晉 (TH-EE-IE),根據(jù)分布的統(tǒng)計來區(qū)分不同分布 將視場分成一些子區(qū)域m：子區(qū)域內(nèi)目標數(shù)的均值s 2：子區(qū)域內(nèi)目標數(shù)的方差(1)s 2 = m：泊松分布(2)s 2 > m：聚類分布(3)s 2 < m：均勻分布,9.3.2 點目標的分布,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.3 字符串描述符,描述語法/重寫（替換）規(guī)則

16、：(1) S ? aA起始符號S用元素a和變量A來替換(2) A ? bS變量A用元素b和起始符號S來替換(3) A ? b變量A用單個元素b來替換,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.3 字符串描述符,運用重寫規(guī)則產(chǎn)生結構字符串：對應頭尾連接的線段用有向線段（抽象）描述圖象區(qū)域，除頭尾連接，還可用其它運算結合,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.

17、3 字符串描述符,利用有向線段描述復雜結構,章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.4 樹結構描述符,樹中有2類重要的信息：(1)關于結點的信息，可用一組字符來記錄(2)關于一個結點與其相連通結點的信息，可用一組指向這些結點的指針來記錄,“在……之中”,章毓晉 (TH-EE-IE),通信地址：北京清華大學電子工程系 郵政編碼：100084 辦公地址：清華大學東主樓，9區(qū)307室 辦公電話：(010)62781