圖像描述與分析

1、總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 預(yù)處理 分割特征提取 分類描述 符號表達 識別跟蹤 解釋描述 輸入圖像 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 知識庫知識庫 表示與描述表示與描述 預(yù)處理預(yù)處理 分割分割 低級處理高級處理 中級處理 識別識別 與與 解釋解釋 結(jié)果 圖像獲取圖像獲取 問題 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述灰度描述

2、灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 2 00 1 (,)( ,) NN ij fxyfij N 最基本的是圖像的幅度特征。 例如在區(qū)域內(nèi)的平均幅度，即 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 a)原圖 b)利用幅度特征將目標(biāo)分割出來 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 1 3 3 3 0 1 ()( ) k L kk r urup r 三階中心矩 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 1 0 (

3、) k L kk r ur p r 一階矩 1 22 0 ()( ) k L kk r ru p r 二階中心矩 均值： 方差： 歪斜度： 1 2 2 () k L k r mp r 1 2 0 ()log () L kk b Hp rp r 熵： 能量： 1 4 4 4 0 1 ()( )3 k L kk r uruP r 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 v v(m+1) u v(m) 水平切口 (1) 1 () ()( , )d v m v m S mM u vv (1) 2 () ()( , )d u m u m SmM u v

4、u 垂直切口 (1) 3 () ()(,)d m m SmM 環(huán)狀切口 (1) 4 () ()( , )d m m SmM 扇狀切口 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 T 頻域中的一些特征 如 2 () 2 22 ( , )( , )d d ( , )( , ) jux vy F u vf x y ex y M(u,v) F(u,v)R u vI u v 設(shè)：=幅譜 M與F不是唯一地對應(yīng)（M有位移不變性） 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 F f(x,y) F-1 F(u,v)

5、g(u,v) ( , )U u v ( , )u m n 總述總述灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 )90(2 )135(3 )45( 1 )180(4 )0(0 )225(5 )315(7 )270(6 8向鏈碼 )90( 1 )180(2 )0(0 )270( 3 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形

6、態(tài)分析 a)原鏈碼方向b)逆時針旋轉(zhuǎn)90 圖a曲線的鏈碼為：01122233100000765556706 其差分鏈碼為：1010010670000777001116 圖b曲線的鏈碼為：23344455322222107770120 其差分鏈碼為：1010010670000777001116 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 曲線的鏈碼是：6022222021013444444454577012 其差分鏈碼是： 220000627712100000017120111 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描

7、述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 曲線的鏈碼是：024444424323566666676711234 其差分鏈碼是： 22000062771210000017120111 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 鏈碼的微分，也稱差分碼，由原碼的一階差分求得鏈 碼差分是關(guān)于旋轉(zhuǎn)不變的邊界描述方法 區(qū)域的一些其它性質(zhì)，如面積和角點，可以由鏈碼直接得 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 邊界點的兩種表示方法 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述 區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述 形

8、態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 a) 4-鄰域 b) 8-鄰域 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 11 00 ( , ) mn xy Af x y 3. 位置 1111 0000 11 ( , ),( , ) mnmn xyxy Xxf x yYyf x y mnmn 質(zhì)心 形心 1111 0000 11 , nmnm ij ijij xxyy mnmn 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 總述

9、總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 11 22 00 ( , ) mn xy xy rf x y 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 xy r( , )x y 22 ( ,)()() e d P Qxuyv 2) 4-鄰域距離(City-block城區(qū)距離) 4( , )dP Qxuyv 3) 8-鄰域距離（Chessboard棋盤距離） 8( , )max(,)d P Qxuyv 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 s

10、 A 2 4 s c s A L s L c 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 s R R A A s A R A R 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 R W R L R WL R W L 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 ( , )f x y()jk ( , )d d,0,1,2 jk jk mx y f x yx yj k 中心矩定義為： () ()( , )d d jk jk xxyyf x yx y

11、數(shù)字圖像，則上式變?yōu)椋?() ()( , ) jk jk xy xxyyf x y 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 00 ,1 ()2 jk jk jk 12002 22 2200211 ()4 22 330122103 (3)(3) 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 22 430122103 ()() 22 53012301230122103 22 2103210330122103 (3)() ()3() (3)() 3()() 22 6200230122103 11

12、30122103 () ()() 4()() 22 72103301230122103 22 1230210330122103 (3)() ()3() (3)() 3()() 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述 紋理描述紋理描述 形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 T紋理特征 自然紋理：種子、草地（無規(guī)則性） 人工紋理：織物、磚墻（有規(guī)則性，它的灰度分布具 有周期性，即使灰度變化是隨機的，它也具有一定的 統(tǒng)計特性） T標(biāo)志三要素 1）某種局部的序列性在該序列更大的區(qū)域內(nèi)不斷重復(fù) 2）序列基本元素是

13、非隨機排列組成的 3）區(qū)域內(nèi)任何地方都有大致相同的結(jié)構(gòu)尺寸 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 a) 結(jié)構(gòu)型紋理 b) 隨機型紋理 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)

14、域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 1 0 () N ii i k fk 1 22 0 ()( ) N ii i kf k 1 3 3 3 0 1 ()( ) N ii i kf k 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 1 2 0 ( )log( ) N ii i Hf kf k 1 4 4 0 1 ()( )3 4 N ii i kf k (4) 峰度（Kurtosis） 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 散散 (,)xy ( , )fx y ( , )( , )(,

15、)fx yf x yf xx yy ( , )fx y 0i ( , )fx y 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 T灰度級聯(lián)合分布（二階統(tǒng)計量） (, ),( , ),(,), ,0,1 ,:11,2 -1 (2 -1) (, )( , )| ( , ),(,)(,) ,0-1 L L P i jx y f x yif x Dx y Dyj x yN Dx DyNNNN P i jx yf x yif x Dx y Dyjf x Dx y Dy

16、j i jL 集合（ ）且的元素個數(shù) 共有（）個共生矩陣 簡化：集合且或且 的元素個數(shù) x,y坐標(biāo)，f(x,y)灰度，L灰度級數(shù) 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 x列，y行 0 0 0 0 ,00 0,90 ,4 ,135 ,45 Dxd Dy DxDyd Dx Dy Dxd Dyd Dxd Dyd 東西 南北 限制為 種： 東北西南 西北東南 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 012301 123012 A 123012 230123 301230 012301 4*4 (0

17、,0)(0,1)(0,2)(0,3)0807 (1,0)(1,1)(1,2)(1,3)8080 (1,0) (2,0)(2,1)(2,2)(2,3)0807 (3,0)(3,1)(3,2)(3,3)7070 A pppp pppp P DxDy pppp pppp 12000 01400 (1,1) 00120 00012 A P DxDy 設(shè)圖像矩陣為 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 0807 8080 (1,0) 0807 7070 A P 24400 4800 (1,0) 0022 0020 B P 水平方向無重復(fù)，變化 較快

18、水平方向數(shù)值大，重復(fù)多，紋理 較粗 1）對角線元素全為0，表明同行灰度變化快 2）對角線元素較大，表明紋理較粗 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 紋理結(jié)構(gòu)的描述及排列 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 a) 紋理基元 b）由規(guī)則 生成的紋理模式 c) 由 和其它規(guī)則生成的二 維紋理模式 SaS SaS 紋理結(jié)構(gòu)分析 圖例 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 B A 形態(tài)學(xué)基本運算 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 A B :A Bx BxA 腐蝕類似于收縮 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 B () CC ABAB A B B AB 利用圓盤膨脹 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 c) 膨脹圖像b) 腐蝕圖像 a) 原始圖像 總述總述 灰度描述灰度描述邊界描述邊界描述區(qū)域描述區(qū)域描述紋理描述紋理描述形態(tài)分析形態(tài)分析 ()A BA BB 開運算實