《圖像處理與分析技術(shù)（第2版）》第8章 目標(biāo)表達(dá)和描述技術(shù)

2023/5/131/30圖像處理和分析技術(shù)2023/5/132/30第8章目標(biāo)表達(dá)和描述技術(shù)

8.1 輪廓的鏈碼表達(dá)

8.2 輪廓線段的近似表達(dá)

8.3 邊界標(biāo)記

8.4 目標(biāo)的層次表達(dá)

8.5 目標(biāo)的骨架表達(dá)

8.6 運(yùn)動(dòng)表達(dá)

8.7 目標(biāo)輪廓的傅里葉描述

8.8 目標(biāo)輪廓的小波描述2023/5/133/308.1 輪廓的鏈碼表達(dá)

鏈碼表達(dá)

對區(qū)域輪廓點(diǎn)的1種編碼表示方法

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(biāo)的輪廓

每個(gè)線段的長度固定而方向數(shù)目取為有限

輪廓的起點(diǎn)需用（絕對）坐標(biāo)表示，其余點(diǎn)都可只用接續(xù)方向來代表偏移量

2023/5/134/308.1 輪廓的鏈碼表達(dá)

鏈碼表達(dá)

4-方向和8-方向鏈碼2023/5/135/308.1 輪廓的鏈碼表達(dá)

鏈碼歸一化

起點(diǎn)歸一化：把鏈碼看作由方向數(shù)構(gòu)成的自然數(shù)，將這些方向數(shù)循環(huán)以使它們所構(gòu)成的自然數(shù)的值最小

2023/5/136/308.1 輪廓的鏈碼表達(dá)

鏈碼歸一化

旋轉(zhuǎn)歸一化：利用鏈碼的一階差分來重新構(gòu)造1個(gè)序列，這個(gè)差分可用相鄰2個(gè)方向數(shù)（按反方向）相減得到

2023/5/137/308.2 輪廓線段的近似表達(dá)

多邊形是一系列線段的封閉集合，它可用來逼近大多數(shù)實(shí)用的曲線到任意的精度

最小周長多邊形

2023/5/138/308.2 輪廓線段的近似表達(dá)

聚合逼近多邊形 沿輪廓依次連接像素先從點(diǎn)a出發(fā)，依次做直線ab，ac，ad，ae等2023/5/139/308.2 輪廓線段的近似表達(dá)

分裂逼近多邊形 將輪廓依次分段第一步先做ag，計(jì)算di和hj。進(jìn)一步計(jì)算b，c，e，f等各輪廓點(diǎn)與各相應(yīng)直線的距離2023/5/1310/308.3 邊界標(biāo)記

把2-D的邊界用1-D的較易描述的函數(shù)形式來表達(dá)

距離為角度的函數(shù)

2023/5/1311/308.3 邊界標(biāo)記

y-s曲線

切線角為弧長的函數(shù)2023/5/1312/308.3 邊界標(biāo)記

斜率密度曲線

可看作將y-s曲線沿y軸投影的結(jié)果

切線角的直方圖h(q)2023/5/1313/308.3 邊界標(biāo)記

距離為弧長的函數(shù) 一種通過從一個(gè)點(diǎn)開始沿邊界圍繞目標(biāo)逐漸而做出來的基于邊界的標(biāo)記2023/5/1314/308.4 目標(biāo)的層次表達(dá)

四叉樹表達(dá)法

在分解時(shí)每次將圖像一分為四2023/5/1315/308.4 目標(biāo)的層次表達(dá)

二叉樹表達(dá)法

在分解時(shí)每次將圖像一分為二2023/5/1316/308.5 目標(biāo)的骨架表達(dá)

骨架和骨架點(diǎn)

一種簡化的目標(biāo)區(qū)域表達(dá)方法

骨架點(diǎn)保持了其與輪廓點(diǎn)距離最小的性質(zhì) 是用1個(gè)點(diǎn)與1個(gè)點(diǎn)集的最小距離來定義的

2023/5/1317/308.5 目標(biāo)的骨架表達(dá)

骨架算法(1)考慮以輪廓點(diǎn)為中心的8-鄰域，記中心點(diǎn)為 p1，其鄰域的8個(gè)點(diǎn)順時(shí)針繞中心點(diǎn)分別記 為p2,p3,…,p9，其中p2在p1上方首先標(biāo)記同時(shí)滿足下列條件的輪廓點(diǎn)： (1.1)

2≤N(p1)≤6 (1.2)

S(p1)=1 (1.3)

p2

?

p4?p6=0 (1.4)

p4?p6?p8=0

2023/5/1318/308.5 目標(biāo)的骨架表達(dá)

骨架算法(2)同第(1)步，僅改兩個(gè)條件 (2.3)

p2

?

p4?p8=0 (2.4)

p2?p6?p8=0

2023/5/1319/30

運(yùn)動(dòng)分類 區(qū)分前景運(yùn)動(dòng)和背景運(yùn)動(dòng) 前景運(yùn)動(dòng)：目標(biāo)在場景中的自身運(yùn)動(dòng)，又稱為局部運(yùn)動(dòng)，整體性強(qiáng)、比較規(guī)律 背景運(yùn)動(dòng)：主要是由進(jìn)行拍攝的攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)所造成的幀圖像內(nèi)所有點(diǎn)的整體移動(dòng)，又稱為全局運(yùn)動(dòng)或攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)，常比較復(fù)雜8.6 運(yùn)動(dòng)表達(dá)2023/5/1320/30

全局運(yùn)動(dòng)由攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生8.6 運(yùn)動(dòng)表達(dá)2023/5/1321/30

全局運(yùn)動(dòng) 常采用參數(shù)模型的方法來描述

6參數(shù)仿射模型

運(yùn)動(dòng)矢量場表示8.6 運(yùn)動(dòng)表達(dá)2023/5/1322/30

局部運(yùn)動(dòng) 常對應(yīng)場景中目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)

比較復(fù)雜多樣，可采用緊湊表達(dá)方式8.6 運(yùn)動(dòng)表達(dá)2023/5/1323/308.7 目標(biāo)輪廓的傅里葉描述

輪廓的傅里葉描述

將2-D的問題簡化為1-D的問題

兩種表示： 在空間平面XY上 在復(fù)平面UV上2023/5/1324/308.7 目標(biāo)輪廓的傅里葉描述

輪廓的傅里葉描述

輪廓傅里葉描述的傅里葉反變換只利用S(w)的前M個(gè)系數(shù)為重建輪廓點(diǎn)所用的頻率項(xiàng)少了 2023/5/1325/308.7 目標(biāo)輪廓的傅里葉描述

傅里葉描述隨輪廓的變化參考傅里葉變換的性質(zhì)2023/5/1326/308.8 目標(biāo)輪廓的小波描述

小波輪廓描述符

基于小波變換的輪廓描述符 小波函數(shù)族 小波變換系數(shù)

2023/5/1327/308.8 目標(biāo)輪廓的小波描述

與傅里葉輪廓描述符對比

小波描述符在局部的波動(dòng)對應(yīng)原始輪廓的局部變化；而傅里葉描述符局部的波動(dòng)對應(yīng)原始輪廓全局不規(guī)則的畸變2023/5/1328/308.8 目標(biāo)輪廓的小波描述2023/5/1329/30本章要點(diǎn)8.1節(jié) 對輪廓的鏈碼表達(dá)方式和對鏈碼歸一化的方法8.2節(jié) 對輪廓的多邊形表達(dá)方式和獲取多邊形的方法8.3節(jié)