1、章毓晋 (TH-EE-IE),第9章 目标描述,9.1基于边界的描述 9.2基于区域的描述 9.3 对目标关系的描述,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1基于边界的描述,利用处在目标区域边界上的象素集合来描述边界的特点/特性9.1.1简单边界描述符9.1.2形状数9.1.3边界矩,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.1 简单边界描述符,1. 边界的长度边界/轮廓长度（区域周长）对区域 R，轮廓点 P： P本身属于 R P的邻域中有象素不属于 R,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.1 简单边界描述符,1. 边界的长度!区域的轮廓点和内部点要采用不同的连通性来定义 (1) 内部点8-方向连通
2、，轮廓为4-方向连通(2) 内部点4-方向连通，轮廓为8-方向连通,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.1 简单边界描述符,1. 边界的长度 (1)4-方向连通轮廓B4 (2)8-方向连通轮廓B8使用单位长链码2个象素间直线段 2个象素间对角线段,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.1 简单边界描述符,2. 边界的直径边界上相隔最远2点之间的距离 距离度量：DE()，D4()，D8(),章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.1 简单边界描述符,3. 曲率斜率、曲率、角点（局部特性）斜率：轮廓点的（切线）指向曲率：斜率的改变率曲率大于零，曲线凹向朝着法线正向曲率小于零，曲线凹向朝着法线负向角
3、点：曲率的局部极值点,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.2 形状数,形状数轮廓差分码中其值最小的1个序列形状数示例4-方向链码为：10103322差分码为：33133030形状数为：03033133,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.2 形状数,形状数的阶形状数序列的长度闭合曲线阶是偶数凸形区域形状数的 阶对应区域边界 外包矩形的周长,章毓晋 (TH-EE-IE),9.1.3 边界矩,矩是一个物理量目标的边界可看作由一系列曲线段组成 通过定量描述曲线段而进一步描述整个边界可把曲线段表示成1个1-D函数 f (r) 把 f (r) 的线下面积看成1个直方图,章毓晋 (TH-EE-IE),
4、9.1.3 边界矩,矩的计算 均值 对均值的 n 阶矩n与 f (r) 的形状有直接联系 2描述了曲线相对于均值的分布3描述了曲线相对于均值的对称性,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2基于区域的描述,利用处在目标区域内的象素集合来描述区域的特点/特性9.2.1简单区域描述符9.2.2拓扑描述符 9.2.3不变矩,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区域描述符,1、区域面积基于对象素个数的计数 2、区域重心基于区域所有象素计算 3、区域密度需结合灰度图和分割图,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区域描述符,1、区域面积区域面积的不同计算方法利用对象素记数求区域面积，最简单
5、合理,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区域描述符,1、区域面积多边形区域面积 ？NB是正好处在Q的轮廓上离散点的个数NI是Q的内部点的个数 令R为Q中所包含点的集合|R| = NB + NI,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区域描述符,1、区域面积多边形区域面积计算示例NI = 71，NB = 10， A(Q) = 75 多边形Q所定义的面积轮廓（点集）所定义的面积,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区域描述符,2、区域重心对非规则物体，其重心坐标和几何中心坐标常不相同,重心,几何中心,密度加权的目标重心,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区
6、域描述符,3、区域密度 (1)透射率（transmission） T = 穿透目标的光 / 入射的光 (2)光密度（optical density） 入射的光与穿透目标的光的比（透射率的倒数），取以10为底的对数OD = log(1/T) = logT,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.1 简单区域描述符,3、区域密度 (3)积分光密度 （integrated optical density）积分光密度是直方图中各灰度的加权和,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.2 拓扑描述符,拓扑描述符 拓扑学研究图形不受畸变变形（不包括撕裂或粘贴）影响的性质拓扑性质：全局性质，与距离无关1.欧拉数
7、1，2，1 ， 0 欧拉数描述了区域的连通性 H：区域内的孔数 C：区域内的连通组元个数,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.2 拓扑描述符,对一幅二值图象A，可以定义两个欧拉数(1)4-连通欧拉数E4(A)4-连通的目标个数减去8-连通的孔数 (2)8-连通欧拉数E8(A)8-连通的目标个数减去4-连通的孔数,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.2 拓扑描述符,多边形网全由直线段（包围）构成的区域集合 欧拉公式 V：顶点数 B：边线数 F：面数,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.2 拓扑描述符,2.3-D目标欧拉数以平面为表面构成的多面体,V = 5，B = 8，F = 5,V =
8、6，B = 12，F = 8，R = 1，C = 0,V = 8，B = 12，F = 8，R = 2，C = 0,章毓晋 (TH-EE-IE),9.2.3 不变矩,区域矩：用所有属于区域内的点计算f (x, y)的 p + q 阶矩f (x, y)的 p + q 阶中心矩f (x, y)的归一化的中心矩,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3 对目标关系的描述,多个边界/区域间的关系边界和边界，区域和区域，边界和区域可利用不同的数据结构 9.3.1目标标记和计数9.3.2点目标的分布9.3.3字符串描述符9.3.4树结构描述符,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.1 目标标记和计数,1、象素
9、标记 检查当前象素与之前若干近邻象素的连通性考虑4-连通的情况 新的标记 标记为A 标记为B 标记为A/B 第1次被扫描到 与A连通 与B连通 A和B等价,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.1 目标标记和计数,2、游程连通性分析,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.2 点目标的分布,当图象中有许多个同类的目标时，为方便研究它们之间的关系，常将各个目标抽象为点目标对点目标集合，目标间相互关系常比单个目标在图象中的位置或单个目标本身的性质更重要 随机分布 聚类分布 规则分布,章毓晋 (TH-EE-IE),根据分布的统计来区分不同分布 将视场分成一些子区域m：子区域内目标数的均值s 2：子区域
10、内目标数的方差(1)s 2 = m：泊松分布(2)s 2 m：聚类分布(3)s 2 m：均匀分布,9.3.2 点目标的分布,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.3 字符串描述符,描述语法/重写（替换）规则：(1) S aA起始符号S用元素a和变量A来替换(2) A bS变量A用元素b和起始符号S来替换(3) A b变量A用单个元素b来替换,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.3 字符串描述符,运用重写规则产生结构字符串：对应头尾连接的线段用有向线段（抽象）描述图象区域，除头尾连接，还可用其它运算结合,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.3 字符串描述符,利用有向线段描述复杂结构,章毓晋 (TH-EE-IE),9.3.4 树结构描述符,树中有2类重要的信息：(1)关于结点的信息，可用一组字符来记录(2)关于一个结点与其相连通结点的信息，可用一组指向这些结点的指针来记录,“在之中”,章毓晋 (TH-EE-IE),通信地址：北京清华大学电子工程系 邮政编码：100084 办公地址：清华大学东主楼，9区307室 办公电话：(010)62781430 传真号码：(010)62770317 电子邮件： 个人主页： 实验室网：,联 系 信 息,
