第05章 圖象分割課件

第五章

圖像分割與邊緣檢測第05章圖象分割5.1圖像分割1、概念圖像分割是將圖像劃分成若干個互不相交的小區(qū)域的過程。2、連通集合中任意兩個點之間都存在著完全屬于該集合的連通路徑。第05章圖象分割3、4連通和8連通4連通：從區(qū)域上任一點出發(fā)，可通過上、下、左、右4個方向移動的組合，在不越出區(qū)域的前提下，到達區(qū)域內的任意像素。8連通：從區(qū)域上一點出發(fā)，可通過左、右、上、下、左上、右上、左下、右下8個方向的移動組合來到達區(qū)域內的任意像素。第05章圖象分割第05章圖象分割圖像分割的三種不同途徑：將各像素劃歸到相應物體或區(qū)域的像素聚類方法,即區(qū)域法；通過直接確定區(qū)域間的邊界來實現(xiàn)分割的邊界方法；首先檢測邊緣像素，再將邊緣像素連接起來構成邊界形成分割;在圖像分割技術中，最常用的是利用閾值化處理進行的圖像分割。第05章圖象分割5.1.2灰度閾值法分割一、算法把圖像灰度分成不同的等級，然后用設置灰度門限（閾值）的方法分割物體的邊界。域值化處理二值化處理第05章圖象分割實質：灰度級的非線性變換設：黑色=前景色白色=背景色T過大：提取多余部分T過?。簛G失所需部分第05章圖象分割(a)(b)(c)(d)第05章圖象分割1、直方圖法——目標與背景之間差距較大用直方圖雙峰之間的谷低處灰度值作為閾值二、閾值的確定第05章圖象分割2、判別分析法確定最佳閾值

_______目標與背景之間亮度差較小準則：像素類之間的類間方差最大方法：計算直方圖的0階距和1階距平均灰度第05章圖象分割設有M-1個閾值：0≤k1＜k2＜…＜KM-1≤L-1k0=0,kM=L-1將圖像分割成M個灰度值的類CjCj∈［kj-1+1,…,kj］j=1,2,…,M;k0k1k2k3kM-1kM……第05章圖象分割各類Cj的發(fā)生概率ωj和平均值μj為式中,ω(0)=0，μ(0)=0。第05章圖象分割各類的類間方差為最佳閾值組：使σ2值最大的閾值組(k1,k2，…,kM－1)若實現(xiàn)二值化，M=2，閾值為k1。第05章圖象分割5.2邊緣檢測

一、邊緣的物理意義ACCAC′BDC′C′A：兩個不同曲面的或平面的交線B：不同材料或相同材料不同顏色C：物體與背景的分界線D：陰影邊緣：灰度不連續(xù)或急劇變化的地方。第05章圖象分割二、邊緣檢測與微分運算第05章圖象分割三、高斯-拉普拉斯(LOG)算子結合：高斯平滑濾波器拉普拉斯銳化濾波器墨西哥草帽濾波器，反應LOG算子中心點的距離與位置加權系數(shù)的關系第05章圖象分割5.3輪廓跟蹤與提取一、輪廓跟蹤1、定義：按順序找出邊緣點來跟蹤邊界2、關于方向變量1230(a)24603175(b)第05章圖象分割3、算法步驟步驟1：掃描圖像，尋找A0。初始化掃描方向變量dir(1)對4連通區(qū)域取dir=3。

(2)對8連通區(qū)域取dir=7。1230(a)24603175(b)探測準則找出第一個邊界點記錄上一個邊界點到當前邊界點的移動方向。第05章圖象分割步驟2：按逆時針方向搜索當前像素的3×3鄰域，其起始搜索方向設定如下：

(1)對4連通區(qū)域取(dir+3)mod4。(2)對8連通區(qū)域，若dir為奇數(shù)取(dir+7)mod8，若dir為偶數(shù)取(dir+6)mod8。搜索到的第一個與當前像素值相同的像素便為新的邊界點An，同時更新變量dir為新的方向值第05章圖象分割步驟3：如果An等于第二個邊界點A1且邊界點An-1等于第一個邊界點A0，則停止搜索，結束跟蹤，否則重復步驟2繼續(xù)搜索。步驟4：由邊界點A0、A1、A2、…、An-2構成的邊界便為要跟蹤的邊界。第05章圖象分割第05章圖象分割附：1230(a)步驟2：

(1)對4連通區(qū)域取(dir+3)mod4。dir=0(0+3)mod4=3dir=1(1+3)mod4=0dir=2(2+3)mod4=1dir=3(3+3)mod4=2順時針轉90度第05章圖象分割24603175(b)步驟2：

(2)對8連通區(qū)域，若dir為奇數(shù)取(dir+7)mod8順時針轉45度dir為奇數(shù)dir=1(1+7)mod8=0dir=3(3+7)mod8=2dir=5(5+7)mod8=4dir=7(7+7)mod8=6第05章圖象分割24603175(b)步驟2：

(2)對8連通區(qū)域，若dir為偶數(shù)取(dir+6)mod8順時針轉90度dir為奇數(shù)dir=0(0+6)mod8=6dir=2(2+6)mod8=0dir=4(4+6)mod8=2dir=6(6+6)mod8=4第05章圖象分割算法：四連通：（1）找到圖像最左上的邊界點A0。在其3*3鄰域內進行搜索。搜索方向初始值：(3+3)mod4=2。（2）如果該點是邊界，更新Ai及搜索方向初始值；如果不是邊界點，搜索4連通區(qū)域內按逆時針排列的下一個點。（3）重復（2）直到An=A1&&An-1=A0第05章圖象分割八聯(lián)通：（1）找到圖像最左上的邊界點A0，在其3*3臨域內進行搜索。搜索初始方向(7+7)mod8=6：向下。（2）如果該點是邊界，更新Ai，搜索方向順時針旋轉90度；如果不是邊界點，搜索方向逆時針旋轉45度。（3）重復（2）直到An=A1&&An-1=A0第05章圖象分割二、輪廓提取1、實現(xiàn)思路——掏空內部點如果原圖像中有一點為黑，且它的8個鄰點都是黑色時，說明該點是內部點，將該點刪除（置為