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(guān)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(yīng)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(jié)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(quán)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(quán)和,章毓晉 (TH-EE-IE),9.2.2 拓撲描述符,拓撲描述符 拓撲學(xué)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(guān)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(gòu)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(gòu)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(guān)系的描述,多個邊

13、界/區(qū)域間的關(guān)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(jié)構(gòu) 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(jié)構(gòu)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(guān)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(guān)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(jié)構(gòu)字符串：對應(yīng)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(jié)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(fù)雜結(jié)構(gòu),章毓晉 (TH-EE-IE),9.3.4 樹結(jié)構(gòu)描述符,樹中有2類重要的信息：(1)關(guān)于結(jié)點的信息，可用一組字符來記錄(2)關(guān)于一個結(jié)點與其相連通結(jié)點的信息，可用一組指向這些結(jié)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(xué)電子工程系 郵政編碼：100084 辦公地址：清華大學(xué)東主樓，9區(qū)307室 辦公電話：(010)62781