最新圖像特征講解課件PPT.ppt

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1、圖像特征講解第一節(jié)圖像鏈碼描述從圖像分割可以得到分割完的區(qū)域塊，再經(jīng)過邊緣檢測，就可以得到區(qū)域的邊界。邊界的數(shù)學(xué)表示則為:在二值圖像的基礎(chǔ)上，有許多圖像邊界表示方法，其中鏈碼是對邊界點的一種編碼表示方法。其特點是：利用一系列具有特定長度和方向的相連的直線段來表示目標的邊界。用鏈碼表示給定區(qū)域邊界時，如果區(qū)域平移，鏈碼不會發(fā)生變化，而如果區(qū)域旋轉(zhuǎn)則鏈碼也會發(fā)生變化。為解決這個問題我們可以利用鏈碼的一階差分來重新構(gòu)造一個序列。如下圖：圖8－3鏈碼的旋轉(zhuǎn)歸一化(利用一階差分)第二節(jié)圖像幅值特征一、幅值特征在區(qū)域內(nèi)的平均幅值，為：圖像的幅度特征對于目標物體的描述等具有十分重要的意義。（8－1）方差

2、統(tǒng)計特性也可給出整個圖像或某區(qū)域內(nèi)的幅值的大致發(fā)布范圍，方差定義為：若大，則圖像看上去明暗變化較大，即反差大；反之，小，則反差較小。（8－2）二、幅值統(tǒng)計特征（一）直方圖特征通過測得的圖像像素的幅度值，可以設(shè)法估計出圖像幅值的概率分布，從而形成圖像的直方圖特征。圖像灰度的一階概率分布定義為：是一階近似直方圖：（8－3）（8－4）二階直方圖特征是以像素對的聯(lián)合概率分布的基礎(chǔ)上得出的。它們的幅度值的聯(lián)合分布可表示為：直方圖估值的二階分布為：（8－5）（8－6）（二）統(tǒng)計特征幾個常用的統(tǒng)計特征如下：均值方差能量熵（8－7）（8－8）（8－9）（8－10）以下列出一些度量，用來描述圍繞對角線能量擴

3、散的情況：（1）自相關(guān)（2）協(xié)方差（3）慣性矩（8－11）（8－12）（8－13）（4）絕對值（5）能量（6）熵（8－14）（8－15）（8－16）三．幅值分布特征（一）距對于一個圖像其階距定義為這里暫且只考慮黑白灰度圖像，因此距就表示總灰度值的積累，其為：（8―17）（8－18）其它x方向的一階矩、二階矩：階矩的大小代表了灰度沿x方向或y方向發(fā)布的情況。（8－19）（8―20）可用下式來表示一個區(qū)域的灰度分布重心：表示了一定形狀圖像區(qū)域中灰度分布的中心，在許多情況下，它往往是位于區(qū)域中最明亮的部分，也是人的視覺常常最集中的部分。（8―21）把作為計算矩的起點，所獲得的矩稱為中心矩，其為：

4、與中心矩有關(guān)的一個概念就是主軸，它類似與對稱軸。它是通過中心的一根直線，主軸的一個重要特性是，對它作二階矩可得到最小值。（8－22）主軸可用下列方法求得：設(shè)主軸得方向為θ，則慣量為：對它作θ的導(dǎo)數(shù)并使之為0，則可得方程：解此方程可得θ值，即：主軸在視覺上起到灰度分布得對稱軸作用。（8－23）（8－24）（8－25）（二）投影投影就是把圖像在某一方向上進行投影，圖像在x，y軸上的投影，分別為：對某一方向灰度的總體明暗變化程度可用該方向進行灰度投影來表示。（8－26）（8－27）四．幅值曲面擬合在蘋果壞損圖像檢測應(yīng)用中，如圖8－5所示的正常蘋果圖像其的灰度分布特性如圖8－6所示。為了檢測壞損，

5、需對蘋果圖像進行圖像增強處理，增強后的某一橫截面的灰度分布如8－7示，因此圖像中，無壞損區(qū)域的灰度空間分布形式為：（8－28）圖8－5蘋果圖像圖8－6灰度的空間分布圖8－7某一橫截面的灰度分布整理（8－28）試式得：通過求解式（8－32）可求得這樣就可用式（7－28）來描述正常蘋果圖像灰度的空間分布規(guī)律。（8－32）圖8－8為一有壞損區(qū)域的蘋果圖像，其圖像增強處理后有壞損的一橫截面的灰度分布如8－9中的實線所示?？梢钥闯鐾ㄟ^圖像灰度值和擬合曲面的差值情況就可來確定蘋果壞損區(qū)域的大小和位置。圖8－8有壞損的蘋果圖像圖8－9有壞損的橫截面灰度分布第三節(jié)圖像幾何特征一.位置與方向（一）位置通常在

6、圖像分析中，常常關(guān)心的不僅是圖像中的像素的情況，而且關(guān)心圖像區(qū)域幾何情況，因此，作為圖像區(qū)域的－幾何特征，常采用區(qū)域面積的中心點作為表示區(qū)域的位置。二值圖像可用下式計算質(zhì)心位置坐標：（8－33）圖8－10由質(zhì)心表示區(qū)域位置（二）方向為了定義唯一的方向，一般假定物體是長形的，其較長方向的軸定為物體的方向，如圖8-11所示，通常將圖像主軸定義為較長物體的方向，其求取方法見式（8－25）。圖8－11物體方向二.周長區(qū)域的周長即是區(qū)域的邊界長度。對區(qū)域R來說，它的每一個邊界點P都應(yīng)滿足兩個條件：(1)P本身屬于區(qū)域R(2)P的鄰域中有像素不屬于區(qū)域R區(qū)域R的邊界B是由R的所有邊界點按4-方向或8-

7、方向連接組成的，區(qū)域的其它點稱為區(qū)域的內(nèi)部點?？梢苑謩e定義4-方向連通邊界和8-方向連通邊界如下：（8－34）（8－35）由于周長的表示方法不同，因而計算方法也不同，常用的簡便方法如下：（1）把圖像的像素看作單位面積的小方塊時，則圖像中的區(qū)域和背景均由小方塊組成。區(qū)域的周長為區(qū)域和背景縫隙的長度。（2）把像素看作一個個點時，則周長用鏈碼表示，求周長也即計算鏈碼長度。即周長表示為:（3）周長為邊界所占面積，每個點占面積為1