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1、计计 算算 机机 视视 觉觉 教教 程程章毓晋章毓晋6-2第6章第第6章章目标分割目标分割6.1 轮廓搜索6.2 主动轮廓模型6.3 基本阈值技术6.4 特色阈值方法6-3第6章6.1 轮廓搜索轮廓搜索轮廓搜索是一种基于轮廓的目标分割方法6.1.1图搜索6.1.2动态规划 6-4第6章6.1.1图搜索一个图图可表示为G=N,A，其中N是一个有限非空的结结点点集集，A是一个无序结点对的集。集A中的每个结点对结点对(ni,nj)称为一段弧弧（ni N，nj N）对任一段弧(ni,nj)都可定义一个代价，记为c(ni,nj)，通路的总代价为6-5第6章6-6第6章6.1.1图搜索6-7第6章6.1.
2、2动态规划借助有关具体问题的启发性知识减少搜索图搜索的算法由以下几个步骤构成(1)将起始结点标记为OPEN并置g(s)=0(2)如果没有结点OPEN，失败退出，否则继续(3)将根据式(6.1.3)算得的估计代价r(n)为最小的OPEN结点标记为CLOSE(4)如果n是目标结点，找到通路（可由n借助指针上溯至s）退出，否则继续6-8第6章6.1.2动态规划(5)展开结点n，得到它的所有子结点（如果没有子结点，返回步骤(2)）(6)如果某个子结点ni还没有标记，置r(ni)=g(n)+c(n,ni)，标记它为OPEN并将指向它的指针返回到结点n(7)如果子结点ni已标记为OPEN或CLOSE，根据
3、g(ni)=ming(ni),g(n)+c(n,ni)更新它的值。将其g 值减小的CLOSE子结点标记为OPEN，并将原来指向所有其g 值减小的子结点的指针重新指向n。返回步骤(2)6-9第6章6-10第6章6.2 主动轮廓模型主动轮廓模型也称蛇模型蛇模型6.2.1主动轮廓6.2.2能量函数 6-11第6章6.2.1主动轮廓图像上一组排序的点的集合6-12第6章6-13第6章6.2.2能量函数2.外部能量函数外部能量函数将变形模板向感兴趣的特征位置吸引(1)图像灰度能量(2)图像梯度能量3.归一化归一化到0,1区间6-14第6章6-15第6章6.3.1原理和分类阈值分割模型阈值分割模型灰度阈值
4、灰度阈值T（gmin T gmax）6-16第6章6.3.1原理和分类阈值分割方法的关键问题是选取合适的阈值全局阈值全局阈值：仅根据各个图像像素的本身性质f(x,y)来选取而得到的阈值局部阈值局部阈值：根据像素的本身性质f(x,y)和像素周围局部区域性质q(x,y)来选取而得到的阈值动态阈值动态阈值：根据像素的本身性质f(x,y)、像素周围局部区域性质q(x,y)和像素位置坐标(x,y)来选取6-17第6章6-18第6章6.3.2全局阈值的选取2.最优阈值最优阈值混有加性高斯噪声的图像：6-19第6章6.3.2全局阈值的选取2.最优阈值最优阈值 6-20第6章6.3.2全局阈值的选取3.最大凸
5、残差阈值最大凸残差阈值对直方图凹度进行凹度进行分析计算这个区域的凸包（见图6.3.4中各前后相连的细直线段）并检测凸残差最大处可得到一个分割阈值T 6-21第6章6.3.3局部阈值的选取1.直方图变换直方图变换6-22第6章6.3.3局部阈值的选取1.直方图变换直方图变换具有低梯度值像素的直方图具有高梯度值像素的直方图6-23第6章6-24第6章6.3.3局部阈值的选取2.灰度灰度-梯度散射图梯度散射图2-D直方图：直方图：一个是灰度值，另一个是梯度值，统计值是同时具有某一个灰度值和梯度值的像素个数 6-25第6章6.3.4动态阈值的选取(1)将整幅图像分成一系列互相之间有一定重叠（如50%）
6、的子图像(2)作出每个子图像的直方图(3)检测各个子图像的直方图是否为双峰的，如果是则采用前面介绍的最优阈值法确定一个阈值，否则就不进行处理(4)以对直方图为双峰的子图像选取的阈值为基础，通过插值得到所有子图像的阈值(5)根据各子图像的阈值再通过插值得到所有像素的阈值，然后对图像进行分割6-26第6章6.3.4动态阈值的选取(a)具有一定的灰度梯度的图像(b)用全局取阈值分割得到的结果(c)分区网格(d)阈值曲面(f)分割结果图6-27第6章6-28第6章6.4.1多分辨率阈值1.确定分割区域的类数确定分割区域的类数2.确定最优阈值确定最优阈值6-29第6章6.4.2过渡区阈值过过渡渡区区本身
7、也是图像中一个特殊的区域。一方面它将背景和目标或不同的区域分隔开来，具有边界的特点；另一方面，它面积不为零，具有区域的特点有效平均梯度有效平均梯度6-30第6章6-31第6章6.4.2过渡区阈值有效平均梯度的极值点有效平均梯度的极值点典型的EAGhigh(L)和EAGlow(L)曲线都是单峰曲线，即它们各有一个极值6-32第6章6.4.2过渡区阈值过渡区处于目标和背景之间，而目标和背景之间的边界又在过渡区之中，所以可借助过渡区来帮助选取阈值6-33第6章教程作者（章毓晋）联系信息教程作者（章毓晋）联系信息F 通信地址：北京清华大学电子工程系F 邮政编码：100084F 办公地址：清华大学东主楼，9区307室F 办公电话：F 传真号码：F 电子邮件：zhang-F 个人主页：