数字图像处理特征表示与描述

4-链码 ：10103322 循环首差 ：33133|030 形状数 ：03033133（数值最小）
6.2.2.2 多边形逼近(Polygonal
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
Approximations)
– 基本思想：用一包含尽量少线段的多边形， 来刻画边界形状的本质。 – 寻找最小基本多边形的方法一般有两种： 1）点合并法 2）边分裂法
第 六 章 图 图像分割结果是得到了区域内像素集合，或位于 像 区域边界上的像素集合。 分 割 和 – 把图像分割后，为了进一步的识别等处理，分割 分 后的图像一般要进行表示和描述。 析
6.2.1 特征表示与描述的基本概念
第 六 表示 章 图 – 表示是直接具体地表示目标，好的表示方法应具有 像 节省存储空间、易于特征计算等优点。一般情况下： 分 1）如果关注的焦点是形状特性，选择外部表示方 割 式。 和 分 2）如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、纹理 析 时，选择内部表示方式。
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.1 Biblioteka Baidu码
– 循环一阶差分链码：用相邻链码的差代替链码。 例如：4-链码 10103322 循环一阶差分为： 33133030 循环一阶差分：1 - 2 = -1(3) 0 - 1 = -1(3) 1-0=1 0 - 1 = -1(3) 3-0=3 3-3=0 2 - 3 = -1(3) 2-2=0
对函数进行归一化，使函数值总是分布在相同 的值域里，比如说[0，1]。
6.2.2.4 边界分段(Boundary Segments)
1 基本思想：
外形特征是一种用一维函数表达边界的方 法。基本思想是把边界的表示降到一维函数。
6.2.2.3 外形特征
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
2 函数定义——质心角函数：
边上的点到质心的距离 r ，作为夹角的 的 函数r() 。
r()
r
A
A
2
6.2.2.3 外形特征
6.2.1 特征表示与描述的基本概念
6.2.1 特征表示与描述的基本概念
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析 – 外部特征来进行表示举例：
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.1 特征表示与描述的基本概念
描述
描述是较抽象地表示目标。好的描述应在尽 可能区别不同目标的基础上对目标的尺度、平移 、旋转等不敏感，这样的描述比较通用。
4-链码：003332221101
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.1 链码
– 问题2： 1）由于起点的不同，造成编码的不同。 2）由于旋转角度的不同，造成编码的不同。 – 改进2： 1）通过使用链码的循环一阶差分代替链码本身，解决 旋转问题。 2）对起点重新定义，使得到的循环差分链码对应的整 数值最小。这样得到的最小循环差分链码称为形状数。
6.2.2.2 多边形逼近
第 六 章 2) 点合并法的问题： 顶点可能不对应于边界的拐点（如拐角）。因 图 为新的线段直到超过误差的阈值才开始。 像 分 割 下面讲到的分裂法可用于缓解这个问题。 和 分 析
6.2.2.2 多边形逼近
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析 2 边分裂法 1) 算法：
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.1 链码
– 问题1： 1）链码相当长。 2）噪声会产生不必要的链码。 – 改进1： 1）加大网格空间。 2）依据原始边界与格点的接近程度，来确 定新点的位置。
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.1 链码
• 链码举例：
4-链码：000033333322222211110011
6.2.2.2 多边形逼近
第 六 章 1 点合并法 图 1) 算法： 像 分 割 和 分 析 R
R<T
6.2.2.2 多边形逼近
第 六 章 (1) 沿着边界选两个相邻的点对，计 R 算首尾连接直线段与原始折线段的误 图 R<T 像 差R 。 分 割 (2) 如果误差R小于预先设置的阈值T。去掉中间点， 和 选新点对与下一相邻点对，重复(1)；否则，存储 分 线段的参数，置误差为 0 ，选被存储线段的终点 析 为起点，重复(1)、(2)。 (3) 当程序的第一个起点被遇到，程序结束。
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
– 举例：
r

r()
A A
2
6.2.2.3 外形特征
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析 – 问题：函数过分依赖于旋转和缩放变换。 – 改进：
• 对于旋转——两种改进：
a.选择离质心最远的点作为起点。 b.选择从质心到主轴上最远的点作为起点。
• 对于缩放变换：
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.1 链码(Chain Codes)
1 链码定义： 1）链码是一种边界的编码表示法。 2）用边界的方向作为编码依据，简化边界的描 述。一般描述的是边界点集。 4-链码
2 1 0 3 2 1 8-链码
4 5 7
6
0
3
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.2 多边形逼近
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析 (1) 连接边界线段的两个端点（如果是封闭边界，
连接最远点）； 最大值点定位一个顶点。重复(1)；
(3) 如果没有超过阈值的垂直距离，结束。
(2) 如果最大垂直距离大于阈值，将边界分为两段，
6.2.2.3 外形特征
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
描述也可分为对边界的描述和对区域的描述 。几何形状属于外部描述。灰度和纹理属于内部 描述。此外，边界和边界或区域和区域之间的关 系也常需要进行描述 。
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2 表示方法
6.2.2.1 链码 6.2.2.2 多边形逼近 6.2.2.3 外形特征 6.2.2.4 边界分段 6.2.2.5 区域骨架
6.2.2.1 链码
• 链码举例：
4-链码： 000033333322222211110011
第 六 章 图 像 分 割 和 分 析
6.2.2.1 链码
2 算法：
• 给每一个边界线段一个方向编码。 • 有4-链码和8-链码两种编码方法。 • 从起点开始，沿边界编码，至起点被重新 碰到，结束一个对象的编码。