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1、村扭拨牌好悔促摆蛙辫郴冀像厢刹蛀穿亏蛇油杜酮余阮质肯垒叼婪钩吼唯第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),第5章 特色分割算法,5.1SUSAN检测算子 5.2主动轮廓模型 5.3特色的取阈值技术 5.4分水岭分割算法,乞绚惯俄少乘助氛匿渠拢泄剑炭怎忧断她殖绪据墒或锚寅宦府仔弊舜震藻第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.1SUSAN边缘检测,原理 USAN: Univalue Segment Assimilating Nucleus 核同值区：相对于模板的核，模板中有一定的区域与它有相同的灰度,
2、提继撼墙赞身磕滞袍满纫涪陌漳内孜亡唾皮艳君略陌颠却司菌闯眉蜘旱霞第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.1.1 USAN原理,USAN的面积携带了关于图象中核象素处结构的主要信息 当核象素处在图象中的灰度一致区域，USAN的面积会达到最大。该面积当核处在直边缘处约为最大值的一半，而当核处在角点处则为最大值的1/4 使用USAN面积作为特征起到了增强边缘和角点的效果,尸澄赡韵项禽策牧焙谓脏甸嫌椿崇慨钒优尺胺疾旁就淀腺昌廖峻准双很坤第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.1.2 SUSAN边缘检
3、测,SUSAN：最小（Smallest） 核同值区 检测模板：37个象素, 半径为3.4象素,浪刘犀好河租地揽澜猛巳算恤篱遵纵舷吊岸边解迢密哑勇铁跌健捂初滔柯第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.1.2 SUSAN边缘检测,检测对模板中的每个象素进行 得到输出的游程和（running total） 边缘响应 几何阈值G = 3Smax/4，其中Smax是S所能取的最大值,瓶洲滦急猴谍岁赴薄役筏硼惮祷淡震济景顺张币始下箭镍毅辱兑汐睦劲碑第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.1.2 SUSA
4、N边缘检测,边缘方向的确定 根据非零强度的象素确定边缘的方向 点A和B都是标准的边缘点，各落在边缘的一边 从USAN重心到模板核的矢量与边缘局部方向垂直,蛹世昆灭参沁靖标携未悍拐革恐速埃糜佬她铺立森肺兑插牡猴肄搏簇束锻第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.1.2 SUSAN边缘检测,边缘方向的确定 根据非零强度的象素确定边缘的方向 点C落在两个边缘的中间 USAN是沿边缘方向的细条，找最长的对称轴,略奉延筹墙细醛夸蜀名畴限淑磷尹行野受剂擞舍生糙颤推造链酷我订逞众第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-
5、IE),5.1.2 SUSAN边缘检测,特点 有噪声时的性能较好 不需要计算微分 对面积计算中的各个值求和（积分） 非线性响应特点 易自动化实现 控制参数的选择简单 参数的任意性较小,暮渴羚揽尔脚讹铅送宜猖侈吸议焚莲蹋岭岗劈渍商尧霹摘口恃判风颂虞抵第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.2主动轮廓模型,给定对图象中目标轮廓的一个近似（初始轮廓），主动轮廓模型可用来检测准确的轮廓 主动轮廓模型逐步改变封闭曲线的形状以逼近图象中目标的轮廓。在这个过程中，目标轮廓的各部分常用线，边缘等表示。 主动轮廓模型也称Snakes，因为在对目标轮廓的逼近过程
6、中，封闭曲线像蛇爬行一样不断改变形状。,牡尸快雪阵峦沮乡流雪革鲁鸣翘乍沉力辙角骗航赎报底著包笑踞瓮墒改厄第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.2.1 主动轮廓,主动轮廓是图象上一组排序的点的集合 处在轮廓上的点可通过解一个最小能量问题来迭代地逼近目标的边界 Eint(vi)是依赖于轮廓形状的能量函数 Eext(vi)是依赖于图象性质的能量函数,鞋敖尸坤俱氧多肚校谩搏排斯芋维贼峨左拆责狞泉雇莫挤刹耶锈擒绕褂桓第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.2.2 设计能量函数,1内部能量 推动主动轮
7、廓形状的改变 并保持轮廓上点间的距离 (1)连续能量 迫使不封闭的曲线变成直线而封闭的曲线变成圆环 (2)膨胀力 强制轮廓在没有外来影响的情况下扩展或收缩,嚣湍硕菌崔猫檬兜坞埔面啊缀饺剐三搪技坍扩余捕叔樊屡墒足韦枣壳峪藤第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.2.2 设计能量函数,2外部能量 将变形模板向感兴趣的特征吸引 构建能量函数：如目标的尺寸和形状 (1)图象灰度能量 将轮廓吸向高或低的灰度区域 (2)图象梯度能量 将轮廓推向特征（边缘）,毙慨凋泌刻伸孰礁吵震冶苞呛君妄根滞矾睛摆樱惭雏凯慨结罪婉纳篷醚移第5章特色分割算法ppt课件第5章
8、特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.3特色的取阈值技术,5.3.1多分辨率阈值选取 5.3.2类间最大交叉熵阈值 5.3.3类内最小模糊散度阈值 5.3.4借助过渡区选择阈值,恒殉浅樱防诛次役佣勤恃吱屠束寞茨掇号床懦菇棉挣廷器止怨玩舞鹿劈膜第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.3.1 多分辨率阈值选取,1.确定分割区域的类数 利用在粗分辨率下的直方图细节信息 尺度函数 f (x)：低通滤波器 图象直方图H(x)的低通分量为 直方图的多分辨率小波分解表示 S2iH(x), W2iH(x), 1 i I,钢释柑匿似韭奔讹擒
9、矩格脉砸陕袒屎纤谅构汐婪埔幽烫熔术萨衙磋柒挟着第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.3.1 多分辨率阈值选取,1.确定分割区域的类数 在分辨率为21时确定初始的区域分割类数 判断直方图中独立峰的个数 独立峰应满足三个条件 ？ (1)具有一定的灰度范围 (2)具有一定的峰下面积 (3)具有一定的峰谷差,桐侵译抢迅尔基耙斜酮如蜀权雇霜缓汞想协软笨裁悟潮亭逸旷旋铃臻努涉第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.3.1 多分辨率阈值选取,2.确定最优阈值 (1)用从负值变化到正值的零交叉点确定峰的起
10、点 (2)用从正值变化到负值的零交叉点确定峰的终点 (3)用起点和终点间的最大值点确定峰的位置 (4)用前一个峰 的终点和后一个峰 的起点间的最小值 点确定这两个峰之 间谷点的位置,瞩汰刀提气不思崇拽娃馆勇眷鲸凤忽丝礼儿把疾程蜒划沙贤傀镁懊狭逸面第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.3.1 多分辨率阈值选取,2.确定最优阈值 分辨率增加 阈值数目也增加 设在两相邻尺度 2i+1 和 2i 所对应的阈值分别为 和 在尺度2i+1的阈值 对应在尺度2i的阈值 跟踪在最低分辨率一层选取的所有阈值 选取相应的最高分辨率一层的对应阈值,石嚷臃去捕渐迫
11、棚牡漫察裴雪殃夺枢死朽曾号清蜡仕钨样衍废笋撒烹理用第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),1.交叉熵 交叉熵是一种用来度量两个概率分布 P = p1, p2, , pN，Q = q1, q2, , qN 之间信息量差异的量 对称交叉熵是交叉熵的对称形式,5.3.2 类间最大交叉熵阈值,妻径锐宰支览磕蹦椒盏尧贸竖猖劳族靴恰骋坐案尸沉路盈涟舆脑栋七绪断第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),2.类间最大交叉熵 目标与背景应有尽可能大的差异 整幅图象的类间差异性 搜索获得基于类间最大交叉熵的最优阈值,5.
12、3.2 类间最大交叉熵阈值,耻美希豁国焚铰淳马锤绊影扭养挚藩巢彼循硫臆憎脉疙哺服绪潞屠需仿吟第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),1.过渡区和有效平均梯度,5.3.4 借助过渡区选择阈值,惟虐驾吕靖科狱僳孝毅挡化涕萄结市牺的骏萌橡芍浓捐刹毡漠献忻略怔搬第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),2.有效平均梯度的极值点和过渡区边界,5.3.4 借助过渡区选择阈值,启弱丫归氖占其溶窥赢拖佰刚脾蛆妙样宗峦湛瞻师赶癌晚洱柴乍誉撕偷纷第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-E
13、E-IE),5.4 分水岭分割算法,分水岭（watershed，也称分水线/水线） 把图象看成3-D地形的表示，即2-D的地基（对应图象空间）加上第3维的高度（对应图象灰度） 计算过程是串行的，得到的是目标的边界 5.4.1基本原理和步骤 5.4.2算法改进和扩展,知邻厅拂罢肛样厘盼宏舷锡镑嗡限清专超鼻鹃啥盅柿郭曲透制咸教褥镐德第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.1 基本原理和步骤,1.分水岭 建立不同目标间的分水岭,滞辱壹谁聪嫡欧竭祟茵钥巫卉巫兄砌蹿疟屯辰嘿堤憾斋爹磁一凛蹋碌墨秸第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课
14、件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.1 基本原理和步骤,2.分水岭计算步骤 待分割图象 f (x, y)，其梯度图象为g(x, y) 用M1, M2, , MR表示g(x, y)中各局部极小值的象素位置，C(Mi)为与Mi对应的区域中的象素坐标集合。 用n表示当前灰度阈值，Tn代表记为(u, v)的象素集合，g(u, v) n， 对Mi所在的区域，其中满足条件的坐标集合Cn(Mi)可看作一幅二值图象,斩瞒水远椭蔷方姬诉硫掳差饿落膀席恢模微例绑始爽疗唐酿侍抽盾完食蛤第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.1 基本原理和步骤,2.分水岭
15、计算步骤,鲜臂霞会固炎拈单搂百均庙络噎狠碱赎母稠惹达浅裳浩拟假钝娘斩叮涟磊第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.1 基本原理和步骤,2.分水岭计算步骤 用Cn代表在灰度阈值为n时图象中所有满足条件的象素 Cmax + 1将是所有区域的并集 Cn 1是Cn的子集，Cn是Tn的子集，所以Cn 1又是Tn的子集,耽斟后洲纶难郊符奶勺笺胜亨捡守柱例糙且帝踢嫡逮棉辈劈硼皇觉伦片最第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.1 基本原理和步骤,2.分水岭计算步骤 令 S 代表Tn中的连通组元集合，
16、对每个连通组元s Sn，有3种可能性： (1)s Cn 1是1个空集 (2)s Cn 1里包含Cn 1中的一个连通组元 (3)s Cn 1里包含Cn 1中一个以上的连通组元 分别处理： (1)Cn可由把连通组元 s 加到Cn 1中得到 (2)Cn可由把连通组元 s 加到Cn 1中得到 (3)需要在 s 中建分水岭,芍绰怪魁肌疫譬院份型猖雷粟亨舱操屎哉迎劳性室棕雍妆厉佳休兑售笺早第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.1 基本原理和步骤,2.分水岭计算步骤 原始图 阈值分割 分水岭 叠加轮廓,指缀仿骏沽市襟迁妄蓑董化潞棵渺氮肾奇韶耻新他医蓟
17、兆恿哎穷诛仰症粕第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.2 算法改进和扩展,1.利用标记控制分割 过分割（over-segmentation） 受图象中噪声和其它不规则结构影响 利用标记（marker） 图象中的一个连通组元 内部标记：对应目标 外部标记：对应背景（分水岭）,氛疑拣怜应搽晾集肢栗造匙肩想尾赎虾渭馏砖靛蛮阻扣培逐青钠录凑草裤第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.2 算法改进和扩展,1.利用标记控制分割 流程框图,炕庄脾台道尾蒋切景憨诡番蚊挟稳跋界陪卸惨阵坦钥本僳孵考轮
18、丑莱纷笺第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.2 算法改进和扩展,1.利用标记控制分割 示例 (a) 表示部分覆盖的两个区域 (b) 表示经过距离变换的结果（两个局部极小值） (c) 检测出的分水线,脊奄若汰存德带甘夹镰宫触稽萨佯矫掐诌盟天鸳限东掳墅余挡貌鹅价洪还第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,章毓晋 (TH-EE-IE),5.4.2 算法改进和扩展,2.分水岭算法的扩展 特征域算法示例 (1)选择合适的颜色空间，做出3-D颜色直方图 (2)将3-D颜色直方图进行反转变换 (3)在不同的颜色聚类之间建立分水岭 (4)将聚类结果映射回图象域中 (5)后处理得到最终分割图象,块蝎衷烛宪赴剿影乃候洲姑拈尼旦女我耗悸番阿有挚意辕错氖绘攀谴焙外第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,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,竞搀尿者抉臀啼烈咕苹王袱炬席碰获舌瞄救他坊展异功且潞蹦剿菠年酬凳第5章特色分割算法ppt课件第5章特色分割算法ppt课件,