图像处理和分析教程章毓晋第14章剖析

1、图像处理和分析教程章毓晋第14章剖析第14章特征提取和测量误差为描绘图像中目的的特性，常需要提取其特征图像特征测量指对图像中对应这些特性的描绘符或描绘参数的测量对目的特征的测量从根本上来说是要从数字化的数据中准确地估计出产生这些数据的模拟量的性质，因为这是一个估计过程，所以测量误差是不可防止的。需要研究导致误差产生的原因并设法减小各种因素的影响 第14章特征提取和测量误差14.1区域形状特征及测量14.2区域纹理特征及测量14.3运动检测及测量14.4特征测量的准确度形状紧凑性形状参数 根据区域的周长和区域的面积计算区域的形状和形状参数有一定的联络，但又不是一一对应的 14.1 区域形状特征及

2、测量形状紧凑性偏心率 区域的偏心率可由p和q的比值得到绕X轴的转动惯量为A，绕Y轴的转动惯量为B，惯性积为C 14.1 区域形状特征及测量形状紧凑性球状性其中ri代表区域内切圆的半径，而rc代表区域外接圆的半径，2个圆的圆心都在区域的重心上 14.1 区域形状特征及测量形状紧凑性圆形性用区域R的所有轮廓点定义的特征量R为从区域重心到轮廓点的平均间隔 ，R为从区域重心到轮廓点的间隔 的均方差特征量C当区域R趋向圆形时是单增趋向无穷的，它不受区域平移、旋转和尺度变化的影响 14.1 区域形状特征及测量描绘符比较14.1 区域形状特征及测量形状复杂性(1)细度比例：它是形状因子的倒数，即4p(A/B

3、2)(2)面积周长比：A/B(3)矩形度：定义为A/AMER，其中AMER代表围盒面积。矩形度反映的是目的的凹凸性。(4)与边界的平均间隔 定义为A /(5)轮廓温度：根据热力学原理得来，定义为 ，其中H为目的凸包的周长14.1 区域形状特征及测量形状复杂性饱和度在一定意义下反映了目的的紧凑性紧致性，它考虑的是目的在其围盒中的充满程度。可用属于目的的像素数与整个围盒所包含的像素数之比来计算 14.1 区域形状特征及测量统计法共生矩阵设S为目的区域R中具有特定空间联络的像素对的集合，那么共生矩阵P可定义为等号右边的分子是具有某种空间关系、灰度值分别为g1和g2的像素对的个数，分母为像素对的总和个

4、数#代表数量 14.2 区域纹理特征及测量统计法共生矩阵图(a)和图(b)1幅有较多细节的图像及其共生矩阵图，图(c)和图(d)1幅相似区域较大的图像及其共生矩阵图 14.2 区域纹理特征及测量构造法根本思想是认为复杂的纹理可由一些简单的纹理基元根本纹理元素以一定的有规律的形式重复排列组合而成纹理基元是由一组属性所刻画的相连通的像素集合排列规那么将给定的纹理基元按照规定的方式组织成所需的纹理形式 14.2 区域纹理特征及测量频谱法傅里叶频谱 傅里叶频谱的频率特性可用来描绘周期的或近乎周期的2-D图像形式的方向性。详细是借助傅里叶频谱中突起的峰值来确定纹理形式的主方向，而用这些峰在频域平面的位置

5、来确定形式的根本周期在极坐标系中，频谱可用函数S(r, )表示给定方向 ，得S (r)；给定频率r，得Sr() 14.2 区域纹理特征及测量频谱法傅里叶频谱 对下标求和可得到更为全局性的描绘： 14.2 区域纹理特征及测量频谱法贝塞尔-傅里叶频谱 (1)贝塞尔-傅里叶系数(2)灰度分布函数灰度直方图的矩(3)局部旋转对称系数(4)局部平移对称系数(5)粗糙度 (6)比照度(7)不平整度 (8)规那么性 14.2 区域纹理特征及测量差图像的计算在序列图像中，通过逐像素比较可直接求取前后两帧图像之间的差异对时间上相邻的两幅图像求差就可以将图像中运动目的的位置和形状变化突现出来差图像： 不为零处说明

6、该处的像素发生了挪动 14.3 运动检测及测量累积差图像的计算取第一幅图作为参考图，通过将参考图与其后的每一幅图比较就可得到累积差图像 ADI (1)ADI中相邻像素数值间的梯度关系可用来估计目的挪动的速度矢量，这里梯度的方向就是速度的方向，梯度的大小与速度成正比(2)ADI中像素的数值可帮助确定运动目的的尺寸和挪动的间隔 (3)ADI中包含了目的运动的全部历史资料，有助于检测慢运动和尺寸较小目的的运动14.3 运动检测及测量准确度和准确度准确度或准确性也称无偏性，指实际测量值和作为参考真值的客观标准值的接近程度准确度或准确性也称效能，是根据重复性来定义的，这里重复性指测量过程能重复进展并得到

7、一样测量结果的才能无偏性是科学方法最重要的属性仅仅高度准确但不准确的测量一般是没有实际用处的14.4 特征测量的准确度准确度和准确度准确度和准确度的关系假设很快收敛到稳定的值，并有很小的方差，那么是有效能的，尽管此时有偏。但也有可能无偏但无效能，估计值收敛很慢但很接近真值14.4 特征测量的准确度影响测量准确度的因素(1)场景中客观物体本身参数或特征的自然变化(2)图像采集过程中量化的影响(3)不同的图像处理和分析手段(4)对特征不同的测量方法和计算公式(5)图像处理和分析过程中噪声等干扰的影响14.4 特征测量的准确度直线长度测量设Ne为偶数链码的个数，No为奇数链码的个数，Nc为角点即链码方向发生变化的点个数，那么整个链码的长度L可由以下通式计算14.4 特征测量的准确度直线长度测量实际场景中的许多直线成像得到的离散直线都可能以这2点