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October 16, 2001 信电系-ALV 第7讲 图像特征分析 7.1 图像的几何特征 7.2 图像的形状特征 7.3 纹理分析 7.4 骨架 7.5 曲线与曲面拟合 7.6 图像的其他特征和描述 7.7 时间序列图像特征分析 图像的几何特征 位置和方向 周长 面积 长轴和短轴 距离 位置 方向 一般定义为物体的长轴方向 通常将最小二阶矩轴（最小惯量轴在二维平面上的等效轴）定义为较长物体的方向。也就是说，要找出一条直线，使下式定义的E值最小： 周长 区域的周长即区域的边界长度 区域的周长在区别具有简单或复杂形状物体时特别有用。 常用的简便方法 用链码表示，即计算链码长度。当链码值为奇数时，其长度记作 ；当链码值为偶数时，其长度记作1。即周长p表示为 用边界所占面积表示， 也即边界点数之和， 每个点占面积为1的一个小方块。 链码 链码是一种边界的编码表示法。 基本思想是利用一系列具有特定长度和方向的相连的直线段来表示目标的边界。 链码问题1： 1）链码相当长。2）噪音会产生不必要的链码。 改进： 1）加大网格空间。2）依据原始边界与结果的接近程度，来确定新点的位置。（就近原则） 链码问题2： 1）由于起点的不同，造成编码的不同； 2）由于角度的不同，造成编码的不同。 改进： 1）从固定位置作为起点(最左最上)开始编码； 2）通过使用链码的循环首差代替码子本身的方式。（归一化） 循环首差链码：用相邻链码的差代替链码 例如：4-链码 循环首差为： 循环首差：1 - 2 = -1(3) 3 - 0 = 3 0 - 1 = -1(3) 3 - 3 = 0 1 - 0 = 1 2 - 3 = -1(3) 0 - 1 = -1(3) 2 - 2 = 0 面积 长轴和短轴 用外接矩形的尺寸来刻画物体的基本形状 只需计算物体边界点的最大和最小坐标值，就可得到物体的水平和垂直跨度。 对任意朝向的物体，必须确定物体的主轴：物体的最小外接矩形（MER）（基本矩形） 。 距离 第7讲 图像特征分析 7.1 图像的几何特征 7.2 图像的形状特征 7.3 纹理分析 7.4 骨架 7.5 曲线与曲面拟合 7.6 图像的其他特征和描述 7.7 时间序列图像特征分析 7.2.1 矩形度 7.2.2 圆形度 2. 边界能量E 7.2.3 球状性 7.2.4 不变矩 7.2.5 偏心率 偏心率E也可叫伸长度，在一定程度上描述了区域的紧凑性。 计算方法（两种） 区域主轴（长轴）长度与辅轴（短轴）长度的比值——受物体形状和噪声的影响比较大 计算惯性主轴比 偏心率的计算——计算惯性主轴比 7.2.6 投影 7.2.7 傅立叶描述子 第7讲 图像特征分析 7.1 图像的几何特征 7.2 图像的形状特征 7.3 纹理分析 7.4 骨架 7.5 曲线与曲面拟合 7.6 图像的其他特征和描述 7.7 时间序列图像特征分析 纹理度量方法 统计方法 采用统计方法对纹理进行分析 描述平滑、粗糙、粒状等特征 结构方法 从图像结构的观点出发，则认为纹理是结构，由纹理基元按一定规律排列而成 采用句法结构方法 频谱法 分析纹理的频域特征 用空间自相关函数作纹理测度 频谱法 频谱法借助于傅立叶频谱的频率特性来描述周期的或近乎周期的二维图像模式的方向性。 常用的三个性质 傅立叶频谱中突起的峰值对应纹理模式的主方向; 这些峰在频域平面的位置对应模式的基本周期; 如果利用滤波把周期性成分除去， 剩下的非周期性部分可用统计方法描述。 频谱的整体性描述 结构性方法（自学） 第7讲 图像特征分析 7.1 图像的几何特征 7.2 图像的形状特征 7.3 纹理分析 7.4 骨架 7.5 曲线与曲面拟合 7.6 图像的其他特征和描述 7.7 时间序列图像特征分析 基本思想 表示一个平面区域结构形状的重要方法是把它削减成图形。这种削减可以通过细化（也称为抽骨架）算法，获取区域的骨架来实现 Blum的中轴变换方法（MAT） 设:R是一个区域，B为R的边界点，对于R中的点p，找p在B上“最近”的邻居。如果p有多于一个的邻居，称它属于R的中轴（骨架） 骨架是用一个点与一个点集的最小距离来定义，因此MAT的结果和所用的距离量度有关 算法改进思想 在保证产生正确的骨架的同时，改进算法的效率。比较典型的是一类细化算法，它们不断删去边缘，但保证删除满足： 1）不移去端点； 2）不破坏连通性； 3）不引起区域的过度腐蚀。 算法分析： 1）条件a)的分析：当轮廓点p1的8邻域上有1个或7个值为1的点时，不满足条件a。 有1个点说明：p1是骨架上的终点，显然不