南京大学：《数字图像处理》课程教学资源（课件讲义）11 图像特征分析

数字图像处理 图像特征分析

数字图像处理 图像特征分析

图像特征 ●图像特征：用于区分图像内部最基本的属性。 。分类： 。从产生过程： 自然特征（区域的亮度、边缘的轮廓、 纹理或色彩)人为特征（变换频谱、直方图、矩） ·从表现形式：几何特征、形状特征、颜色特征、纹 理特征等 ●特征提取：将由图像分割得到区域的特征提取出 来，用于图像识别与理解。 图像分割 2 数字图像处理2018年春季

图像分割 2 数字图像处理· 2018年春季 图像特征  图像特征：用于区分图像内部最基本的属性。  分类：  从产生过程： 自然特征(区域的亮度、边缘的轮廓、 纹理或色彩）人为特征（变换频谱、直方图、矩）  从表现形式： 几何特征、形状特征、颜色特征、纹 理特征等  特征提取：将由图像分割得到区域的特征提取出 来，用于图像识别与理解

图像特征流程 图像采集 图像处理 图像识别 图像理解 被识别图像 (图像信 (编码、 (特征提 (图像描 息获取、 ◇ 压缩、增 后 取、分类 → 述、解释 数字化) 强、分割 、分析) 、图像结 、复原) 构句法分 析) 图像分割 3 数字图像处理2018年春季

图像分割 3 数字图像处理· 2018年春季 被识别图像 图像特征流程 图像采集 （图像信 息获取、 数字化） 图像处理 （编码、 压缩、增 强、分割 、复原） 图像识别 （特征提 取、分类 、分析） 图像理解 （图像描 述、解释 、图像结 构句法分 析）

图像特征 ·一、特征表示与描述 。把图像分割后，为了进一步的处理，分割后的图像 一般要进行形式化的表达和描述 ·二、解决形式化表达问题一般有两种选择： 。1)根据区域的外部特征来进行形式化表示 。2)根据区域的内部特征来进行形式化表示 图像分割 4 数字图像处理2018年春季

图像分割 4 数字图像处理· 2018年春季 图像特征  一、特征表示与描述  把图像分割后，为了进一步的处理，分割后的图像 一般要进行形式化的表达和描述  二、解决形式化表达问题一般有两种选择：  1）根据区域的外部特征来进行形式化表示  2）根据区域的内部特征来进行形式化表示

图像特征 ·三、选择表达方式的原则 (1)如果关注焦点是形状特性，选择外部表示方式； (2)如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、纹理时 ，选择内部表示方式 (3)所选表示方式，应该对尺寸、变换、旋转等变量 尽可能的不敏感 图像分割 5 数字图像处理2018年春季

图像分割 5 数字图像处理· 2018年春季 图像特征  三、选择表达方式的原则 （1）如果关注焦点是形状特性，选择外部表示方式； （2）如果关注的焦点是反射率特性，如颜色、纹理时 ，选择内部表示方式 （3）所选表示方式，应该对尺寸、变换、旋转等变量 尽可能的不敏感

形状特征分析 ·链码 链码在图像处理和模式识别中是常用的一种表示方法， 根据链的斜率不同，常用的有4方向和8方向链码，其方 向定义分别如图所示。 (a)4方向链码 (b)8方向链码 链码值与方向的对应关系 图像分割 数字图像处理2018年春季

图像分割 6 数字图像处理· 2018年春季 形状特征分析  链码  链码在图像处理和模式识别中是常用的一种表示方法， 根据链的斜率不同，常用的有4方向和8方向链码，其方 向定义分别如图所示。 链码值与方向的对应关系

形状特征分析 ·链码 。在4方向链码中，四个方向码的长度都是一个像素单位 ；在8方向链码中，水平和垂直方向的方向码的长度都 是一个像素单位，而对角线方向的四个方向码为V2倍 的像素单位，因此它们的共同特点是直线段的长度固定 ,方向数有限。 因此可以利用一系列具有这些特点的相连的直线段来表 示目标的边界，这样只有边界的起点需要用绝对坐标表 示，其余点都可只用接续方向来代表偏移量。由于表示 一个方向数比表示一个坐标值所需比特数少，而且对每 一个点又只需一个方向数就可以代替两个坐标值，因此 链码表达可大大减少边界表示所需的数据量。 所以常常用链码来作为对边界点的一种编码表示方法。 图像分割 7 数字图像处理2018年春季

图像分割 7 数字图像处理· 2018年春季 形状特征分析  链码  在4方向链码中，四个方向码的长度都是一个像素单位 ；在8方向链码中，水平和垂直方向的方向码的长度都 是一个像素单位，而对角线方向的四个方向码为 2倍 的像素单位，因此它们的共同特点是直线段的长度固定 ，方向数有限。  因此可以利用一系列具有这些特点的相连的直线段来表 示目标的边界，这样只有边界的起点需要用绝对坐标表 示，其余点都可只用接续方向来代表偏移量。由于表示 一个方向数比表示一个坐标值所需比特数少，而且对每 一个点又只需一个方向数就可以代替两个坐标值，因此 链码表达可大大减少边界表示所需的数据量。  所以常常用链码来作为对边界点的一种编码表示方法

链码 ·从在物体边界上任意选取的某个起始点坐标开始 ,跟踪边界并赋给每两个相邻像素的连线一个方 向值，最后按照逆时针方向沿着边界将这些方向 码连接起来，就可以得到链码。 ·因此链码的起始位置和链码完整地包含了目标的 形状和位置信息。 图像分割 数字图像处理2018年春季

图像分割 8 数字图像处理· 2018年春季 链码  从在物体边界上任意选取的某个起始点坐标开始 ，跟踪边界并赋给每两个相邻像素的连线一个方 向值，最后按照逆时针方向沿着边界将这些方向 码连接起来，就可以得到链码。  因此链码的起始位置和链码完整地包含了目标的 形状和位置信息

链码 ●使用链码时，起点的选择常是很关键的。对同一 个边界，用不同的边界点作为链码的起点，得到 的链码则是不同的。 ·为解决这个问题，可把链码归一化： 0 给定一个从任意点开始产生的链码，把它看作一个 由各方向数构成的自然数。 。首先，将这些方向数依一个方向循环，以使它们所 构成的自然数的值最小； 。然后，将这样转换后所对应的链码起点作为这个边 界的归一化链码的起点。 图像分割 9 数字图像处理2018年春季

图像分割 9 数字图像处理· 2018年春季 链码  使用链码时，起点的选择常是很关键的。对同一 个边界，用不同的边界点作为链码的起点，得到 的链码则是不同的。  为解决这个问题，可把链码归一化：  给定一个从任意点开始产生的链码，把它看作一个 由各方向数构成的自然数。  首先，将这些方向数依一个方向循环，以使它们所 构成的自然数的值最小；  然后，将这样转换后所对应的链码起点作为这个边 界的归一化链码的起点

a 例如，在图所示的以α为起点、箭头为走向的闭合边界（小圆点 处表示各像素点)，其8方向链码为001711222433445676656 图像分割 10 2018年5月4日

图像分割 10 2018年5月4日 例如，在图所示的以𝑎𝑎为起点、箭头为走向的闭合边界（小圆点 处表示各像素点），其8方向链码为001711222433445676656