計算機(jī)視覺教程CCV08

1、第8章形狀特性分析8.1形狀緊湊性描述符8.2形狀復(fù)雜性描述符8.3基于多邊形的形狀分析8.4基于曲率的形狀分析8.1形狀緊湊性描述符1.外觀比2.形狀因子8.1形狀緊湊性描述符3.偏心率兩個主軸的斜率兩個半主軸長8.1形狀緊湊性描述符3.偏心率借助等效橢圓間的匹配可以獲得對兩幅圖像間的幾何失真進(jìn)行校正所需的幾何變換8.1形狀緊湊性描述符4.球狀性球狀性S原本指3-D目標(biāo)的表面積和體積的比值。為描述2-D目標(biāo)，它被定義為8.1形狀緊湊性描述符5.圓形性圓形性C是一個用目標(biāo)區(qū)域R的所有邊界點定義的特征量：8.1形狀緊湊性描述符例8.1.4描述符的數(shù)字化計算8.2形狀復(fù)雜性描述符1.形狀復(fù)雜度的簡

2、單描述符(1)細(xì)度比例：形狀因子的倒數(shù)，即4p(A/B2)(2)面積周長比：A/B(3) (4)矩形度：矩形度定義為A/AMER，其中AMER代表圍盒面積。矩形度反映的是目標(biāo)的凸凹程度。(5)與邊界的平均距離：目標(biāo)中各點與邊界的平均距離定義為A / （見式(8.1.15)）。(6)輪廓溫度：輪廓溫度是根據(jù)熱力學(xué)原理得來的描述符，定義為 ，其中H為目標(biāo)凸包的周長8.2形狀復(fù)雜性描述符2.對模糊圖的直方圖分析來描述形狀復(fù)雜度8.2形狀復(fù)雜性描述符3.飽和度既反映了目標(biāo)的緊湊性（緊致性），也反映了目標(biāo)的復(fù)雜性，它考慮的是目標(biāo)在其圍盒中的充滿程度81/140 = 57.8%63/140=45%8.3基

3、于多邊形的形狀分析8.3.1多邊形的獲取8.3.2多邊形描述8.3.1多邊形的獲取(1)基于收縮的最小周長多邊形法(2)基于聚合的最小均方誤差線段逼近法(3)基于分裂的最小均方誤差線段逼近法 112比特272比特 224比特8.3.2多邊形描述1.直接特征下面幾個與形狀相關(guān)的特征可直接從多邊形表達(dá)的輪廓得出以描述其特性(1)角點或頂點的個數(shù)(2)角度和邊的統(tǒng)計量，如均值、中值、方 差、矩等(3)最長邊和最短邊的長度，它們的長度比和它們間的角度(4)最大內(nèi)角與所有內(nèi)角和的比值(5)各個內(nèi)角的絕對差的均值8.3.2多邊形描述2.比較邊界形狀數(shù)兩個形狀間的（相似）距離定義為它們相似度的倒數(shù)這個距離量

4、度滿足以下條件：8.3.2多邊形描述3.借助區(qū)域標(biāo)記區(qū)域標(biāo)記的基本思想與邊界標(biāo)記類似，也是沿不同方向進(jìn)行投影，把2-D問題轉(zhuǎn)換為1-D問題8.4基于曲率的形狀分析8.4.1輪廓曲率8.4.2曲面曲率8.4.1輪廓曲率1.曲率與幾何特征8.4.1輪廓曲率2.離散曲率在點pi P處的k-階曲率rk(pi) = |1 cosqki|，其中qki = angle(pik, pi, pi+k)是兩個線段pik, pi和pi, pi+k之間的夾角，而k i, , n i8.4.1輪廓曲率3.離散曲率的計算(1)先對x(t)和y(t)進(jìn)行插值再求導(dǎo)數(shù)8.4.1輪廓曲率3.離散曲率的計算(2)根據(jù)矢量間的夾角

5、來定義等價的曲率測度先定義以下的兩個矢量8.4.1輪廓曲率4.基于曲率的描述符(1)曲率的統(tǒng)計值。曲率的直方圖可提供一些有用的全局測度，如平均曲率、中值、方差、熵、矩等(2)曲率的最大點、最小點、拐點。曲率達(dá)到正最 大、負(fù)最小的點或拐點帶的信息更多。這些點的數(shù) 量，它們在輪廓中的位置，正最大、負(fù)最小的點曲率數(shù)值都可用作形狀測度。(3)彎曲能。曲線的彎曲能（bending energy，BE）是將給定曲線彎曲成所需形狀而需要的能量8.4.1輪廓曲率4.基于曲率的描述符(4)對稱測度。對曲線線段，其對稱測度S定義為其中內(nèi)部的積分是到當(dāng)前位置的角度改變量；A是整個曲線的角度改變量；L是整個曲線的長度；k(l)就是沿輪廓的曲率8.4.2曲面曲率1.曲面曲率定義在曲面上至少可以確定一個具有最大曲率的方向，還可以確定出一個具有最小曲率的方向它們是互相正交的8.4.2曲面曲率2.平均曲率和高斯曲率高斯曲率平均曲率8.4.2曲面曲率教程作者（章毓晉）聯(lián)系信息 通信地址：北京清華大學(xué)電子工程系 郵政編碼：100084 辦公地址