Segmentácia obrazov (1)

Segmentácia obrazov (1) Ing. Zoltán Tomori, CSc. Ústav experimentálnej fyziky SAV E-mail: tomori@saske.sk WEB: http//www.saske.sk/~tomori http://www.melanoma.sk Riešené úlohy: analýza obrazu, segmentácia, 3d rekonštrukcia, moduly do ImageTool, ...

Segmentácia • Nájdenie objektov v obraze (súbor vzájomne sa neprekrývajúcich oblastí). Redukcia objemu dát. • Metódy • globálne • určovanie hraníc • určovanie oblastí • Segmentácia • kompletná • čiastočná • Kompletná segmentácia obrazu R je konečná množina oblastí {R1, R2, ... ,Rs} pre ktorú platí

Prahovanie • Voľba prahu - interaktivne • globálny a lokálny prah T=T(f, fc) • modifikácia pre interval úrovní jasu: • viac prahov • poloprahovanie

Metódy určovania prahu • Percentuálne prahovanie (ak napr. vieme, že písmená pokrývajú 1/p plochy strany • analýza histogramu (bimodálneho) • nájdeme dve lokálne maximá vzdialené o určitý počet jasových úrovní • nájdeme minimum medzi týmito maximami, čo je zhodné s hľadaným prahom • over vierohodnosť získaného prahu (čím plochejší histogram, tým menej dôver

Segmentácia detekciou hrán • Postup • aplikácia hranového detektoru (gradientný obraz) • prahovanie gradientného obrazu • spájanie hranových bodov do reťazcov • využitie apriórnej informácie - dá za takto aj overiť vierohodnosť detekovanej hrany. Ak je k dispozícii „veľa“ apriornej informácie, musí to segmentačná metóda rešpektovať - iba malé odchýlky od predpovedanej hodnoty sú dovolené • problémy - ak detekuje neexistujúce hrany, alebo ak nie sú hranové body tam, kade hrana v skutočnosti prechádza.

Prahovanie gradientného obrazu Pôvodný obraz Po aplikácii hranového detektora • Ďalšie spracovanie: • sledovanie hranice • vypustenie hrán dlhších ako stanovená hodnota Po prahovaní

Sledovanie vnútornej hranice oblasti 1) Prechádza po riadkoch, až kým nenájde prvý bod hranice P0. Uchováva sa posledná hodnota smeru(pre 4-susedstvo smer=3, pre 8-susedsstvo smer=7) 2) Prehladaj okolie aktuálneho bodu 3x3, pričom sa začne v smere:(smer+3) mod 4 pre 4-susedstvo(smer+7) mod 8 (8-susedstvo párny smer)(smer+6) mod 8 (8-susedsstvo nepárny smer)určí sa nová hodnota smer 3) Ak Pn je aktuálny bod hranice, P1 je druhy bod hranice a platí Pn=P1 a zaroveň Pn-1 = P0, potom ukonči hľadanie hranice, inak opakuj krok 2) 4) Opakuj kroky 1) až 3) pre celý obraz

Určenie vonkajšej hranice oblasti 1) Hľadaj nasledný element vnútornej hranice oblasti v 4 -susedstve až kým sa neprejde celá vnútorná hranica 2) Element vonkajšej hranice je každý element nenáležiaci oblasti, ktorý bol testovaný pri prehľadávani 4-okolia každého aktuálneho elementu vnútornej hranice. Ak bol niektorý pixel takto testovaný viackrát, je do zoznamu zakaždým pripojený 3) Pokračuj krokom 1)

Heuristické sledovanie hranice • Obraz veľkosti hrán s(X)a smerov hrán (x) • Každý pixel Xi je uzol niveľkosti s(Xi) • Uzly ni a nj sú spojené ak: • Xj je jedným z 3 možných 8-susedov Xi • zmena smeru maximálne o 90 stupňov • musí byť dostatočne veľký s(Xi) > T • rozdiel smerov hrán (Xi) a (Xj)má byť menší než 90 stupňov • Ukončenie , odhad ceny cesty, zakrivenie, vzdialenosť od predpokladanej hranice Obraz smerov hrán orientovaný graf

Hľadanie hranice Houghovou transformáciou • Transformáciou do priestoru parametrov môžeme nájsť na obraze úsečky, ale po modifikácii rovníc aj kruhové útvary, alebo akékoľvek krivky, pre ktoré poznáme ich parametrické rovnice (zovšeobecnená Houghova transformácia, R-tabuľka).

Aktívne kontúry (snakes) kde v(p) je bod kontúry. Segmentácia je založená na na minimalizácii funkcie, ktorá zahrňa: - vonkajšiu energiu = gradient obrazu (člen 1) - vnútornú energiu = hladkosť (2) a spojitosť (3)

Segmentácia obrazov (1)