第05章 图象分割课件

第五章

图像分割与边缘检测第05章图象分割5.1图像分割1、概念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。2、连通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。第05章图象分割3、4连通和8连通4连通：从区域上任一点出发，可通过上、下、左、右4个方向移动的组合，在不越出区域的前提下，到达区域内的任意像素。8连通：从区域上一点出发，可通过左、右、上、下、左上、右上、左下、右下8个方向的移动组合来到达区域内的任意像素。第05章图象分割第05章图象分割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。第05章图象分割5.1.2灰度阈值法分割一、算法把图像灰度分成不同的等级，然后用设置灰度门限（阈值）的方法分割物体的边界。域值化处理二值化处理第05章图象分割实质：灰度级的非线性变换设：黑色=前景色白色=背景色T过大：提取多余部分T过小：丢失所需部分第05章图象分割(a)(b)(c)(d)第05章图象分割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、阈值的确定第05章图象分割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：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阶距平均灰度第05章图象分割设有M-1个阈值：0≤k1＜k2＜…＜KM-1≤L-1k0=0,kM=L-1将图像分割成M个灰度值的类CjCj∈［kj-1+1,…,kj］j=1,2,…,M;k0k1k2k3kM-1kM……第05章图象分割各类Cj的发生概率ωj和平均值μj为式中,ω(0)=0，μ(0)=0。第05章图象分割各类的类间方差为最佳阈值组：使σ2值最大的阈值组(k1,k2，…,kM－1)若实现二值化，M=2，阈值为k1。第05章图象分割5.2边缘检测

一、边缘的物理意义ACCAC′BDC′C′A：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C：物体与背景的分界线D：阴影边缘：灰度不连续或急剧变化的地方。第05章图象分割二、边缘检测与微分运算第05章图象分割三、高斯-拉普拉斯(LOG)算子结合：高斯平滑滤波器拉普拉斯锐化滤波器墨西哥草帽滤波器，反应LOG算子中心点的距离与位置加权系数的关系第05章图象分割5.3轮廓跟踪与提取一、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)第05章图象分割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。第05章图象分割步骤2：按逆时针方向搜索当前像素的3×3邻域，其起始搜索方向设定如下：

(1)对4连通区域取(dir+3)mod4。(2)对8连通区域，若dir为奇数取(dir+7)mod8，若dir为偶数取(dir+6)mod8。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为新的方向值第05章图象分割步骤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。第05章图象分割第05章图象分割附：1230(a)步骤2：

(1)对4连通区域取(dir+3)mod4。dir=0(0+3)mod4=3dir=1(1+3)mod4=0dir=2(2+3)mod4=1dir=3(3+3)mod4=2顺时针转90度第05章图象分割24603175(b)步骤2：

(2)对8连通区域，若dir为奇数取(dir+7)mod8顺时针转45度dir为奇数dir=1(1+7)mod8=0dir=3(3+7)mod8=2dir=5(5+7)mod8=4dir=7(7+7)mod8=6第05章图象分割24603175(b)步骤2：

(2)对8连通区域，若dir为偶数取(dir+6)mod8顺时针转90度dir为奇数dir=0(0+6)mod8=6dir=2(2+6)mod8=0dir=4(4+6)mod8=2dir=6(6+6)mod8=4第05章图象分割算法：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)mod4=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第05章图象分割八联通：（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)mod8=6：向下。（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第05章图象分割二、轮廓提取1、实现思路——掏空内部点如果原图像中有一点为黑，且它的8个邻点都是黑色时，说明该点是内部点，将该点删除（置为