《特征表示与描述课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特征表示与描述课件.ppt（73页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、关于特征表示与描述第1页，此课件共73页哦第三节第三节 特征表示与描述特征表示与描述3.3.1 特征表示与描述的基本概念特征表示与描述的基本概念3.3.2 表示法设计表示法设计3.3.3 边界描述子边界描述子3.3.4 关系描述子关系描述子第2页，此课件共73页哦3.3.1 特征表示与描述的基本概念特征表示与描述的基本概念特征表示与描述的定义：特征表示与描述的定义：把图像分割后，为了进一步的处理，把图像分割后，为了进一步的处理，分分割后的图像一般要进行形式化的表达和描述割后的图像一般要进行形式化的表达和描述解决形式化表达问题一般有两种选择：解决形式化表达问题一般有两种选择：1）根据区域的）根据
2、区域的外部特征外部特征来进行形式化表示来进行形式化表示2）根据区域的）根据区域的内部特征内部特征（比较区域内部的象素（比较区域内部的象素值）来来进行形式化表示值）来来进行形式化表示第3页，此课件共73页哦3.3.1 特征表示与描述的基本概念特征表示与描述的基本概念外部特征外部特征来进行形式化表示举例：来进行形式化表示举例：第4页，此课件共73页哦表达方式选择表达方式选择 要使数据变得更有利于下一步的计算工作。下要使数据变得更有利于下一步的计算工作。下一步工作是基于所选的表达方式描述这个区域，一步工作是基于所选的表达方式描述这个区域，一般情况下：一般情况下：1）如果关注的焦点是形状特性，选择）如
3、果关注的焦点是形状特性，选择外部表示方式外部表示方式2）如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、纹理时，）如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、纹理时，选择选择内部表示方式内部表示方式3）所选表示方式，应该对）所选表示方式，应该对尺寸、变换、旋转尺寸、变换、旋转等变量尽等变量尽可能的不敏感可能的不敏感第5页，此课件共73页哦表示法设计表示法设计链码链码多边形逼近多边形逼近外形特征外形特征边界分段边界分段区域骨架区域骨架第6页，此课件共73页哦表示法设计表示法设计链码链码定义：定义：1）链码是一种）链码是一种边界的编码表示法边界的编码表示法。2）用边界的方向作为编码依据用边界的方向作为编码依据。为简。
4、为简化边界的描述。化边界的描述。一般描述的是边界点集一般描述的是边界点集。0123014672354-4-链码链码8-8-链码链码第7页，此课件共73页哦链码举例：链码举例：4-4-链码：链码：000033333322222211110011000033333322222211110011第8页，此课件共73页哦链码链码算法：算法：给每一个线段边界一个方向编码。给每一个线段边界一个方向编码。有有4-链码和链码和8-链码两种编码方法。链码两种编码方法。从从起起点点开开始始，沿沿边边界界编编码码，至至起起点点被被重重新新碰碰到到，结束一个对象的编码。结束一个对象的编码。第9页，此课件共73页哦链码
5、链码问题问题1：1）链码相当长。）链码相当长。2）噪音会产生不必要的链码。）噪音会产生不必要的链码。改进改进1：1）加大网格空间。）加大网格空间。2）依据原始边界与结果的接近程度，来确定新点的）依据原始边界与结果的接近程度，来确定新点的位置。位置。第10页，此课件共73页哦链码举例：链码举例：4-4-链码：链码：003332221101003332221101第11页，此课件共73页哦链码链码问题问题2：1）由于起点的不同，造成编码的不同）由于起点的不同，造成编码的不同2）由于角度的不同，造成编码的不同）由于角度的不同，造成编码的不同改进改进2：1）从固定位置作为起点）从固定位置作为起点(最左
6、最上最左最上)开始编码开始编码2）通过使用链码的首差代替码子本身的方式）通过使用链码的首差代替码子本身的方式第12页，此课件共73页哦链码链码循环首差链码：循环首差链码：用相邻链码的差代替链码用相邻链码的差代替链码例如：例如：4-链码链码 10103322 循环首差为：循环首差为：33133030循环首差：循环首差：1-2=-1(3)3-0=3 0-1=-1(3)3-3=0 1-0=12-3=-1(3)0-1=-1(3)2-2=0第13页，此课件共73页哦 链码应用背景：链码应用背景：如如果果边边界界的的本本身身对对于于旋旋转转和和比比例例修修改改来来说说是是无无变变化化的的，使使用用链链码码
7、才才是是正正确确的的。一一般般来来说说这是不可能的，实际应用时还需要改进。这是不可能的，实际应用时还需要改进。用用链链码码后后，对对象象只只要要用用1)起起点点坐坐标标，2)周周长长（边边界界点点数数）3)链链码码，4)对对象象编编号号，就就可可以以描描述述。链链码码一一般般用用于于一一幅幅图图像像中中有有多多个个对对象象的的情情况况，对单个对象不适用。对单个对象不适用。第14页，此课件共73页哦多边形逼近多边形逼近基基本本思思想想：用用最最少少的的多多边边形形线线段段，获获取取边界形状的本质。边界形状的本质。寻找最小基本多边形的方法一般有两种：寻找最小基本多边形的方法一般有两种：1）点合成法
8、点合成法2）边分裂法边分裂法第15页，此课件共73页哦多边形逼近多边形逼近点合成点合成算法思想举例：算法思想举例：R RR TR T第16页，此课件共73页哦 多边形逼近多边形逼近点合成算法：点合成算法：1）沿沿着着边边界界选选两两个个相相邻邻的的点点对对，计计算算首首尾尾连连接接直线段直线段与与原始折线段原始折线段的误差的误差R。2）如如果果误误差差R小小于于预预先先设设置置的的阈阈值值T。去去掉掉中中间间点点，选选新新点点对对与与下下一一相相邻邻点点对对，重重复复1）；否否则则，存存储储线线段段的的参参数数，置置误误差差为为0，选选被被存存储储线线段段的的终终点点为起点，重复为起点，重复1
9、）2）。）。3）当程序的第一个起点被遇到，程序结束。）当程序的第一个起点被遇到，程序结束。R RR TR M-1的部分舍去不予计的部分舍去不予计算。由于傅立叶变换中高频部分对应于图像的细节描述，算。由于傅立叶变换中高频部分对应于图像的细节描述，因此因此M取得越小，细节部分丢失得越多。取得越小，细节部分丢失得越多。M=4M=61M=62N=64第57页，此课件共73页哦3.3.3 特征表示与描述：边界描述子特征表示与描述：边界描述子傅立叶描述符傅立叶描述符3）使用价值）使用价值1）较少的傅立叶描述子（如）较少的傅立叶描述子（如4个），就可以个），就可以获取边界本质的整体轮廓获取边界本质的整体轮廓
10、2）这些带有边界信息的描述子，可以用来区）这些带有边界信息的描述子，可以用来区分明显不同的边界分明显不同的边界第58页，此课件共73页哦3.3.3 特征表示与描述：边界描述子特征表示与描述：边界描述子傅立叶描述符傅立叶描述符4）优点）优点1）使用复数作为描述符，对于旋转、平移、放缩等操作和起始点）使用复数作为描述符，对于旋转、平移、放缩等操作和起始点的选取不十分敏感。的选取不十分敏感。2）几何变换的描述子可通过对函数作简单变换来获得）几何变换的描述子可通过对函数作简单变换来获得几何变换傅立叶描述子原形a(u)旋转a(u)=a(u)ej平移a(u)=a(u)+xy(u)放缩a(u)=a(u)起点
11、a(u)=a(u)e-j2k0u/N第59页，此课件共73页哦3.3.3 特征表示与描述：边界描述子特征表示与描述：边界描述子矩量矩量基本思想：基本思想：将将描描述述形形状状的的任任务务减减少少至至描描述述一一个个一一维维函函数数，边边界段和特征的形状可以用矩量来量化地描述界段和特征的形状可以用矩量来量化地描述矩量的定义：矩量的定义：把边界当作直方图函数：把边界当作直方图函数：g(r)rg(r)第60页，此课件共73页哦3.3.3 特征表示与描述：边界描述子特征表示与描述：边界描述子矩量矩量矩量的定义：矩量的定义：L n(r)=(ri-m)ng(ri)i=1 L其中其中 m=rig(ri)i=
12、1这里这里L是边界上点的数目是边界上点的数目,n(r)是边界的矩量是边界的矩量第61页，此课件共73页哦3.3.3 特征表示与描述：边界描述子特征表示与描述：边界描述子矩量矩量矩量的优点：矩量的优点：实现是直接的实现是直接的附带了一种关于边界形状的附带了一种关于边界形状的“物理物理”解释解释对于旋转的不敏感性对于旋转的不敏感性为为了了使使大大小小比比例例不不敏敏感感，可可以以通通过过伸伸缩缩r的的范范围围来来将大小正则化。将大小正则化。第62页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子关系描述子关系描述子基本思想基本思想阶梯关系编码阶梯关系编码骨架关系编
13、码骨架关系编码方向关系编码方向关系编码内角关系编码内角关系编码树结构关系编码树结构关系编码第63页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子基本思想：基本思想：通过挖掘各个成分之间的结构关系来描述边界通过挖掘各个成分之间的结构关系来描述边界图像中各个部分间的结构关系是二维的，而串图像中各个部分间的结构关系是二维的，而串是一维的，期望找到一种方法把二维关系转化是一维的，期望找到一种方法把二维关系转化为一维的串为一维的串主导思想是考虑物体各个部分的连接线段主导思想是考虑物体各个部分的连接线段第64页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征
14、表示与描述：关系描述子阶梯关系编码阶梯关系编码对于如下阶梯形边界，定义两个基本元素对于如下阶梯形边界，定义两个基本元素a,babaaabbb第65页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子阶梯结构关系阶梯结构关系定义如下产生规则：定义如下产生规则：(1)S-aA(2)A-bS(3)A-b 其中其中S、A是变量是变量举例：举例：(1,3)(1,2,1,3)(1,2,12,1,3)aaabbbaabbab第66页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子骨架关系编码骨架关系编码用有向线段来描述一个图像的各个部分（例如
15、同构区域），用有向线段来描述一个图像的各个部分（例如同构区域），这个线段是通过头尾连接等方法得到的。线段之间的不同这个线段是通过头尾连接等方法得到的。线段之间的不同运算代表了区域的不同组合。运算代表了区域的不同组合。当图像的连通性可以通过首尾相接或其它连续的方式描述当图像的连通性可以通过首尾相接或其它连续的方式描述的时候，最适于使用这种串来描述。的时候，最适于使用这种串来描述。第67页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子骨架关系编码骨架关系编码c+bc-aa ba*bccaaaabb编码abcda+a+b+e+e+e+a ef第68页，此课件共73
16、页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子方向关系编码方向关系编码跟踪对象的边界，将跟踪得到的线段按照方向跟踪对象的边界，将跟踪得到的线段按照方向或长度来编码或长度来编码a1a2a5a7a8a3a4a6a1a8a7a6a5a4a3a2第69页，此课件共73页哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子内角关系编码内角关系编码根据角度范围不同，编码为根据角度范围不同，编码为8个符号个符号即即:a1:0-45;a2:45-90;a3:90-135;a8:315-360举例：举例：a3a3a3a3a3a3a3a3a2a2a3a3第70页，此课件共73页
17、哦3.3.4 特征表示与描述：关系描述子特征表示与描述：关系描述子树结构关系树结构关系树结构中每个结点的意义和结点之间的关系树结构中每个结点的意义和结点之间的关系最为重要最为重要举例：举例：abcd$abcdefef$第71页，此课件共73页哦3.3.2 特征表示与描述特征表示与描述:表示法设计表示法设计区域骨架区域骨架算法分析：算法分析：（1）条条件件a)的的分分析析：当当轮轮廓廓点点p1的的8邻邻域域上上有有1个个或或7个值为个值为1的点时，不满足条件的点时，不满足条件a。有有1个点说明：个点说明：p1是骨架上的终点，显然不能删除是骨架上的终点，显然不能删除 有有7个点说明：如果删除个点说明：如果删除p1会引起区域的腐蚀会引起区域的腐蚀（2）条条件件b)的的分分析析：当当p1在在宽宽度度为为1的的笔笔划划上上时时，不不满足条件满足条件b。因而该条件保证了骨架的连续性。因而该条件保证了骨架的连续性。第72页，此课件共73页哦感感谢谢大大家家观观看看第73页，此课件共73页哦