圖象分割描述與識(shí)別PPT課件

1、2021年10月29日11時(shí)30分圖象分割1圖象分割圖象分割：按照一定的規(guī)則，將一幅圖象分割成若干部分或子集。通?？梢砸罁?jù)兩種原則進(jìn)行圖象分割1依據(jù)各個(gè)像素點(diǎn)的灰度值不連續(xù)性進(jìn)行分割 （根據(jù)不連續(xù)性定出區(qū)域的邊界）2依據(jù)同一區(qū)域具有相似性灰度這一特征,尋求不同區(qū) 域之邊界(根據(jù)相似性定出區(qū)域像素)前者稱(chēng)為基于點(diǎn)相關(guān)的分割技術(shù)，后者稱(chēng)為基于區(qū)域相關(guān)的分割技術(shù)。這兩類(lèi)技術(shù)又可細(xì)分為四類(lèi)：基于直方圖、基于邊界、基于區(qū)域、基于邊緣和區(qū)域的技術(shù)。圖象分割第1頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象分割2其它0),(1),(tyxfyxg方法：1）作圖象的直方圖 2）如果灰度級(jí)直方圖有明顯的雙峰

2、狀，則選擇 兩峰之間的谷底所對(duì)應(yīng)的灰度值作為閾值。 3）然后根據(jù)如下公式，得到分割圖象 t為閾值v直方圖閾值分割法第2頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分第七章 圖象分割、描述和識(shí)別3第3頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分第七章 圖象分割、描述和識(shí)別4a=imread(we.jpg);b=a(:,:,1);c=bt; imshow(c);t=100t=50t=150第4頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象分割5邊緣意味著一個(gè)區(qū)域的終結(jié)和另一個(gè)區(qū)域的開(kāi)始，是灰度變化比較劇烈的地方，圖象邊緣有方向和幅度兩個(gè)特征，沿邊緣走向的像素變化比較平緩，而垂直于邊緣走向的像

3、素變化劇烈。 v邊緣檢測(cè)法第5頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分第七章 圖象分割、描述和識(shí)別6d=del2(double(c); imshow(d);第6頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象分割7ix1ixv邊緣檢測(cè)算子 差分梯度算子常用的差分梯度算子有21221),(yxyxfG| ),(| ),(|),(2yxfyxfyxfGyx| |,max|),(3ffyxfGyx102GGG20122GGG這幾個(gè)算子是等價(jià)的，即：第7頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象分割8拉譜拉斯算子),(4) 1,() 1,(), 1(), 1(),(2yxfyxfyxf

4、yxfyxfyxf010141010所對(duì)應(yīng)的卷積模板為 模板卷積算子 111181111121121121110101011第8頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象分割9中心連接區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù)1)設(shè)初始區(qū)域?yàn)?x0 ；2)檢查的全部鄰點(diǎn)，將滿(mǎn)足相似性條件的任何鄰點(diǎn)并入. 相似性檢驗(yàn)準(zhǔn)則為： 根據(jù)相似性準(zhǔn)則，直接取出若干個(gè)特征相似或相同的像素組成區(qū)域單連接區(qū)域增長(zhǎng)技術(shù) 1）設(shè)初始區(qū)域?yàn)?x0； 2）求像素xi的相鄰像素，若xi與xi+1的差值小于某個(gè) 閾值，則將其加入?yún)^(qū)域。v區(qū)域增長(zhǎng)法 第9頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象描述10|),(1),(NyxfNmyx圖象

5、描述 圖象分割的技術(shù)目的是將圖象分成有意義的區(qū)域，為了達(dá)到圖象分析的目的，還要對(duì)這些有意義的區(qū)域進(jìn)行特征提取與描述。而所謂是圖象分析，就是根據(jù)圖象中的目標(biāo)的描述數(shù)據(jù)對(duì)其作定性或定量分析，分析的基礎(chǔ)是目標(biāo)區(qū)域的特征。 圖象描述圖象描述：用一組數(shù)量或符號(hào)來(lái)表征圖象中被描述的目標(biāo)的基本特征 .為閾值kkmyxfyx,|),(|max),(第10頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象描述11v二值圖象的幾何特征 面積 設(shè)圖象已經(jīng)被分割，目標(biāo)區(qū)域的像素的值為1，背景區(qū)域的像素為0，則目標(biāo)區(qū)域的面積為：1010),(MxNyyxfA 周長(zhǎng)常見(jiàn)的等效的表示方法有三種： (1)區(qū)域與背景的交界線的

6、長(zhǎng)度,如圖，區(qū)域邊界長(zhǎng)為24 (2)區(qū)域邊界8鏈碼長(zhǎng)度；若邊界的鏈碼表示為 03210 xccccxn第11頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象描述12為起始點(diǎn), 7 , 5 , 3 , 126 , 4 , 2 , 01iiiccL0 x定義邊界長(zhǎng)度為： niiLL1 1111 1(x0)1111 11111 1111 1111 111 1 第12頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象描述13 (3)邊界點(diǎn)之和 所謂邊界點(diǎn)是指滿(mǎn)足如下性質(zhì)的點(diǎn):在其8鄰域內(nèi)既有區(qū)域內(nèi)的像素,又有區(qū)域外的像素位置區(qū)域的質(zhì)心： 1010),(1NxMyyxxfMNX1010),(1NxMy

7、yxyfMNY投影設(shè) 為f(x,y)在 方向上的投影，它是一個(gè)向量。P第13頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象描述14v邊界描述用鏈碼表示邊界：03210 xccccxn如圖所示的區(qū)域的邊界為x0100066666343232x0v拓?fù)涮卣?)鄰接與連2）背景與孔(歐拉數(shù)：E=C-H,C連通分支個(gè)數(shù)，H孔個(gè)數(shù)）v變換參數(shù)描述v統(tǒng)計(jì)參數(shù)描述第14頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象識(shí)別151郵政系統(tǒng)的信函自動(dòng)分揀2復(fù)雜背景下的軍事目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別3由氣象云圖結(jié)合其他氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行天氣預(yù)報(bào)4用人工地震波形圖尋找石油的巖層結(jié)構(gòu)5根據(jù)醫(yī)學(xué)x光圖象或顯微圖象分析各種病變 圖象識(shí)

8、別圖像識(shí)別圖像識(shí)別：將預(yù)處理后的圖象，經(jīng)過(guò)圖象分割和描述，提取有效的特征，進(jìn)而加以判決分類(lèi)。v圖象識(shí)別的應(yīng)用實(shí)例第15頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象識(shí)別16v 模式識(shí)別圖象識(shí)別的基本理論和方法是移植于“模式識(shí)別”的模式：客觀事物的特征的描述模式識(shí)別：根據(jù)某事物的模式判斷該事物屬于何類(lèi) 模式識(shí)別工作主要由三個(gè)階段組成1 1圖象分割或物體分離 檢測(cè)出各個(gè)物體，并把他們的圖象與其余背景分離第16頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象識(shí)別172 2特征抽取和選擇對(duì)物體進(jìn)行各方面度量，得到一組特征，這組特征稱(chēng)為這個(gè)物體的一組特征向量X=(X1,X2,X3，Xn) 圖象識(shí)別

9、中，常被選的特征有: (1)圖象幅度特征:圖象像素灰度值;彩色三色值；頻譜值 (2)圖象統(tǒng)計(jì)特征:直方圖特征,統(tǒng)計(jì)性特征(均值,方差,能量,熵) (3)圖象幾何特征：面積、周長(zhǎng)、分散度（面積/周長(zhǎng)）， 伸長(zhǎng)度（面積/寬度） (4)圖象變換參數(shù)：Fourier變換，哈達(dá)瑪變換第17頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分圖象識(shí)別183.3.決策分析模式識(shí)別的任務(wù)是如何做出最優(yōu)決策分類(lèi)的問(wèn)題1）統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別方法2）句法模式識(shí)別方法3）模糊集合識(shí)別方法4）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別方法第18頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分第七章 圖象分割、描述和識(shí)別19以下程序的功能為：僅根據(jù)Euler數(shù)這一

10、個(gè)特征，判斷手寫(xiě)數(shù)字0,1,8等。適當(dāng)?shù)囟嗳讉€(gè)特征，很容易將程序擴(kuò)展為判斷0，1，2，3，4，5，6，7，8，9等10個(gè)數(shù)字的場(chǎng)合。以下圖象分析的實(shí)例非常簡(jiǎn)單，以該思想為基礎(chǔ)，可進(jìn)一步深化算法，設(shè)計(jì)出更復(fù)雜的高效率字符判讀算法。(使用wavread,wavplay兩函數(shù)，其目的是為了將所判定結(jié)果，以聲音形式輸出。)%y0= wavread(s0);%y1= wavread(s1);%y8 = wavread(s8);Fs = 11025;b=imread(b018.jpg); %用圖畫(huà)程序?qū)懸粋€(gè)0、1或8， %保存為b018.jpg（圖象獲?。├?9頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)

11、30分第七章 圖象分割、描述和識(shí)別20bb=b(:,:,1);%取b的一個(gè)分量bw=bb100;%將b 二值化（相當(dāng)于圖象分割操作）c=bweuler(bw); %求bw的Euler數(shù)( (相當(dāng)于圖象描述, ,特征提取操作) ) %以下部分為圖象識(shí)別操作,(,(相當(dāng)于分析與分類(lèi)操作) )switch c case -1 cc=8; % wavplay(y8,Fs); case 0 cc=0; %wavplay(y0,Fs); case 1 cc=1;%wavplay(y1,Fs); otherwise ccc=999;%ccc=999,不可識(shí)別end ccccc %顯示判斷結(jié)果第20頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分第七章 圖象分割、描述和識(shí)別211,2,3,5,70,6,9,48第21頁(yè)/共24頁(yè)2021年10月29日11時(shí)30分第七章 圖象分割、描