贾云得 机器视觉 第07章 轮廓

石鑫华视觉

第七章轮廓表示

    把边缘连接起来就成为轮廓(contour)．轮廓可以是断开的，也可以是封闭的．封闭轮廓对应于区域的边界，而区域内的像素可以通过填充算法来填满．断开的轮廓可能是区域边界的一部分，也可能是图像线条特征，如手写体笔画、图画中的线条等．区域之间的对比度太弱或边缘检测阈值设置太高都有可能产生间断的轮廓．

　　轮廓可以用边缘序列表或曲线来表示．曲线通常称为轮廓的数学模型．曲线表示包括线段、二次曲线、三次样条曲线等．下面是几种轮廓表示的评价标准：

　　高效：轮廓应该是一种简单和紧凑的表示．

　　精确：轮廓应能精确地逼近图像特征．

　　有效：轮廓应适合于后处理阶段的计算．

　　轮廓表示的精确性由以下三个方面因素决定：① 用于轮廓建模的曲线形式；② 曲线拟合算法的性能；③ 边缘位置估计的精确度．轮廓的最简单表示形式是边缘有序表．这种表示的精确度就是边缘估计的精确度，但其表示的紧凑性是最差的，因此不是一种有效的后续图像分析表示方法．用适当的曲线模型来拟合边缘会提高精确度，这是因为曲线模型拟合边缘时往往具有均值化效应，因而可以减少边缘位置误差．曲线模型也会提高轮廓表示的经济性，为后处理提供了一种更适合、更紧凑的表示，例如，一条直线上的边缘集用一直线来拟合是表示这些边缘的最简单和最有效的方法，这一表示也简化了后续处理（如确定线的长度和方向）；另外，由于估计直线与真实直线的均值方差小于真实直线与任何其它边缘之间的均值方差，因此可以说这种表示也增加了精确度．

    轮廓曲线拟合通常采用内插曲线或逼近曲线来实现．已知一组称为控制点的坐标点，内插是指一条曲线拟合这组控制点，使得曲线通过所有的控制点；逼近是指一条曲线拟合这组这组控制点，使得这条曲线非常接近这些控制点而无需一定通过这些点．在下面几节中，假定由边缘检测器得到的边缘十分准确，并使用内插值方法进行边缘曲线拟合．

　　定义7．1 边缘表是边缘点或边缘段的有序集合．

　　定义7．2 轮廓是边缘表或用于表示边缘表的曲线．

　　定义7．3 边界是包围一个区域的封闭轮廓．

　　在无特别说明的情况下，边缘通常是指边缘点．对大多数曲线拟合算法来说，只需要边缘的位置信息。在很少的几种情况下，即需要边缘位置信息，也需要方向角信息，此时的边缘是指边缘段．

　　平面曲线函数可以表示为三种形式：显式y=f(x), 隐式f(x,y)，或参数式(x(u),y(u)), 其中u是某一参数．函数的显式表示很少用在机器视觉中，主要原因是x-y平面上的曲线可能卷曲，使得一个x值可能对应曲线上多个y值．

yuyeling

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