第05章图象分割精选文档.ppt

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1、第05章图象分割本讲稿第一页，共二十九页5.1 图图 像像 分分 割割1、概念、概念图像分割是将图像划分成若干个互不相交图像分割是将图像划分成若干个互不相交的小区域的过程。的小区域的过程。2、连通、连通集合中任意两个点之间都存在着完全属于该集集合中任意两个点之间都存在着完全属于该集合的连通路径。合的连通路径。本讲稿第二页，共二十九页3、4连通和连通和8连通连通4连通：连通：从区域上任一点出发，可通过上、从区域上任一点出发，可通过上、下、左、右下、左、右4个方向移动的组合，在不越出区域的前提下，到达区域个方向移动的组合，在不越出区域的前提下，到达区域内的任意像素。内的任意像素。8连通：连通：从区

2、域上一点出发，可通过左、从区域上一点出发，可通过左、右、上、下、左右、上、下、左上、右上、左下、右下上、右上、左下、右下8个方向的移动组合来到达区域个方向的移动组合来到达区域内的任意像素。内的任意像素。本讲稿第三页，共二十九页本讲稿第四页，共二十九页图像分割的三种不同途径：将各像素划归到相应物体或区域的像素聚类方法,即区域法；通过直接确定区域间的边界来实现分割的边界方法；首先检测边缘像素，再将边缘像素连接起来构成边界形成分割;在图像分割技术中，最常用的是利用阈值化处理进行的图像分割。本讲稿第五页，共二十九页5.1.2 灰度阈值法分割灰度阈值法分割一、算法一、算法把图像灰度分成不同的等级，把图像

3、灰度分成不同的等级，然后用设置灰度门然后用设置灰度门限（阈值）的方法分割物体的边界。限（阈值）的方法分割物体的边界。域值化处理域值化处理二值化处理二值化处理本讲稿第六页，共二十九页实质：灰度级的非线性变换实质：灰度级的非线性变换设：黑色设：黑色=前景色前景色 白色白色=背景色背景色T过大：提取多余部分过大：提取多余部分T过小：丢失所需部分过小：丢失所需部分本讲稿第七页，共二十九页(a)(b)(c)(d)本讲稿第八页，共二十九页1、直方图法目标与背景之间差距较大用直方图双峰之间的谷低处灰度值作为阈值二、阈值的确定本讲稿第九页，共二十九页2、判别分析法确定最佳阈值 _目标与背景之间亮度差较小准则：

4、像素类之间的类间方差最大方法：计算直方图的0阶距和1阶距平均灰度本讲稿第十页，共二十九页设有设有M-1个阈值：个阈值：0k1k2KM-1L-1 k0=0,kM=L-1将图像分割成将图像分割成M个灰度值的类个灰度值的类CjCjkj-1+1,kj j=1,2,M;k0k1k2k3kM-1kM本讲稿第十一页，共二十九页各类各类Cj的发生概率的发生概率j和平均值和平均值j为为式中式中,(0)=0，(0)=0。本讲稿第十二页，共二十九页各类的类间方差为各类的类间方差为最佳阈值组：最佳阈值组：使使2值值最大最大的阈值组的阈值组(k1,k2，,kM1)若实现二值化，若实现二值化，M=2，阈值为，阈值为k1。

5、本讲稿第十三页，共二十九页5.2 边边 缘缘 检检 测测 一、边缘的物理意义一、边缘的物理意义ACCACBDCCA：两个不同曲面的或平面的交线两个不同曲面的或平面的交线B：不同材料或相同材料不同颜色不同材料或相同材料不同颜色C：物体与背景的分界线物体与背景的分界线D：阴影：阴影边缘：边缘：灰度不连续或急剧变化的灰度不连续或急剧变化的地方。地方。本讲稿第十四页，共二十九页二、边缘检测与微分运算二、边缘检测与微分运算本讲稿第十五页，共二十九页三、高斯三、高斯-拉普拉斯拉普拉斯(LOG)(LOG)算子算子结合：结合：高斯平滑滤波器高斯平滑滤波器拉普拉斯锐化滤波器拉普拉斯锐化滤波器墨西哥草帽滤波器，反

6、应墨西哥草帽滤波器，反应LOG算子中心点算子中心点的距离与位置加权系数的关系的距离与位置加权系数的关系本讲稿第十六页，共二十九页5.3 轮廓跟踪与提取轮廓跟踪与提取一、轮廓跟踪一、轮廓跟踪1、定义：按顺序找出边缘点来跟踪边界2、关于方向变量1230(a)24603175(b)本讲稿第十七页，共二十九页3、算法步骤步骤1：扫描图像，寻找A0。初始化扫描方向变量dir (1)对4连通区域取dir=3。(2)对8连通区域取dir=7。1230(a)24603175(b)探测准则找出第一个边界点记录上一个边界点到当前边界点的移动方向。本讲稿第十八页，共二十九页步骤2：按逆时针方向搜索当前像素的33邻域

7、，其起始搜索方向设定如下：(1)对4连通区域取(dir+3)mod 4。(2)对8连通区域，若dir为奇数取(dir+7)mod 8，若dir为偶数取(dir+6)mod 8。搜索到的第一个与当前像素值相同的像素便为新的边界点An，同时更新变量dir为新的方向值本讲稿第十九页，共二十九页步骤3：如果An等于第二个边界点A1且边界点An-1等于第一个边界点A0，则停止搜索，结束跟踪，否则重复步骤2继续搜索。步骤4：由边界点A0、A1、A2、An-2构成的边界便为要跟踪的边界。本讲稿第二十页，共二十九页本讲稿第二十一页，共二十九页附：1230(a)步骤2：(1)对4连通区域取(dir+3)mod

8、4。dir=0 (0+3)mod 4=3dir=1 (1+3)mod 4=0dir=2 (2+3)mod 4=1dir=3 (3+3)mod 4=2顺时针转顺时针转90度度本讲稿第二十二页，共二十九页24603175(b)步骤2：(2)对8连通区域，若dir为奇数取(dir+7)mod 8顺时针转顺时针转45度度dir为奇数dir=1 (1+7)mod 8=0dir=3 (3+7)mod 8=2dir=5 (5+7)mod 8=4dir=7 (7+7)mod 8=6本讲稿第二十三页，共二十九页24603175(b)步骤2：(2)对8连通区域，若dir为偶数取(dir+6)mod 8顺时针转顺时

9、针转90度度dir为奇数dir=0 (0+6)mod 8=6dir=2 (2+6)mod 8=0dir=4 (4+6)mod 8=2dir=6 (6+6)mod 8=4本讲稿第二十四页，共二十九页算法：四连通：（1）找到图像最左上的边界点A0。在其3*3邻域内进行搜索。搜索方向初始值：(3+3)mod 4=2。（2）如果该点是边界，更新Ai及搜索方向初始值；如果不是边界点，搜索4连通区域内按逆时针排列的下一个点。（3）重复（2）直到An=A1&An-1=A0本讲稿第二十五页，共二十九页八联通：（1）找到图像最左上的边界点A0，在其3*3临域内进行搜索。搜索初始方向(7+7)mod 8=6：向下

10、。（2）如果该点是边界，更新Ai，搜索方向顺时针旋转90度；如果不是边界点，搜索方向逆时针旋转45度。（3）重复（2）直到An=A1&An-1=A0本讲稿第二十六页，共二十九页二、轮廓提取二、轮廓提取1、实现思路、实现思路掏空内部点掏空内部点如果原图像中有一点为黑，且它的如果原图像中有一点为黑，且它的8个邻点都是个邻点都是黑色时，说明该点是内部点，黑色时，说明该点是内部点，将该点删除（置将该点删除（置为白色像素值为白色像素值255）本讲稿第二十七页，共二十九页2、算法、算法四邻域法四邻域法对目标像素和它的四邻域像素进行探测，若值都相对目标像素和它的四邻域像素进行探测，若值都相等，则对目标像素给以标记，然后清除。等，则对目标像素给以标记，然后清除。八邻域法八邻域法对目标像素和它的八邻域像素进行探测，若值都相对目标像素和它的八邻域像素进行探测，若值都相等，则对目标像素给以标记，然后清除。等，则对目标像素给以标记，然后清除。本讲稿第二十八页，共二十九页END本讲稿第二十九页，共二十九页