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数字图像处理学术语

将一幅图像分割成不同区域后，使用更适合于计算机进一步处理的形式，对得到的被分割的像素集进行表示和描述。因此，图像表示与描述是图像识别和理解中的重要工作。

将一幅图像分割成不同区域后，使用更适合于计算机进一步处理的形式，对得到的被分割的像素集进行表示和描述。因此，图像表示与描述是图像识别和理解中的重要工作。
区域表示关注的是图像中区域的的灰度、颜色、纹理等特征，常用的方法有四叉树、骨架等。
骨架
把平面区域抽取为图形的一种区域表示方法，通过使用一种细化（也称骨架）算法得到区域。一个区域的骨架可以用中轴转换方法（MAT）定义。
设区域R的边界为B，对R中的每一点p，找到它在B上最接近的邻点。如果p有多于一个这样的邻点，就认为p属于R的中轴（骨架）。“最接近”取决于距离的定义。
中轴变换特点：
MAT是一种很直接的细化方法，但是需要计算区域内部每一点其边界点的距离，所以计算量很大。
改进的骨架求取算法包括基于形态学的方法。
区域的形状描述
当关注区域的形状特征时常采用边界描述。边界描述方法包括简单的描述子，形状数，付里叶描述子和统计矩等。
边界长度
一条边界所包围的区域轮廓的周长就是边界长度。对4连通边界，其长度为边界上像素点个数；对8连通边界，其长度为水平和垂直像素点的个数再加上对角线像素点的个数乘以√2。
边界的直径
边界的直径是边界上任意两点的最大值，即
一般，直径的值和连接直径的两个端点的直线段称为边界的长轴；与长轴垂直的直线为边界线的短轴；长轴和短轴的比值为边界线的离心率。
形状数
形状数是基于4链码的边界描述符，它定义为值最小的4链码的一阶差分码。
一个形状数的阶数n定义为其表达形式中的位数。
例：
链码：00300323222121101
一阶差分码：30310331300313031
形状数：00313031303103313
注意：尽管链码的最小一阶差分码（形状数）与起始点无关，且独立于旋转变化，但是总体上编码边界依赖于网格的取向。
任意旋转角度的归一化：
通常采用的方法是将一个坐标轴（如x轴）与边界的主轴对齐。
网格的归一化：
区域的长轴和短轴与边界4个外侧交点的方框定义为基本矩形，它完全包围了边界的轴线。因此，可以使用基本方框设置网格尺寸。
区域内部描绘
当关注图像中的区域内部特征（如颜色特征、纹理特征等）时，一般会采用区域内部描述方式。
区域面积
一个区域的面积定义为区域中像素的数目。
区域重心
区域重心是一种全局描述符，区域重心的坐标是根据所有属于区域的点计算出来的，计算公式如下：
注意：
1）尽管区域各点的坐标总是整数，但区域重心的坐标常常不是整数；
2）对于非规则物体，其重心坐标和几何中心坐标常常不相同。
纹理
对纹理无正式定义。纹理可以被认为是：
1)灰度（颜色）在空间以一定的形式变化而产生的 图案（模式）。
2)由许多相互接近的、互相编织的元素构成（它们 常常有周期性）。
3)在视场范围内的灰度分布模式。这是一种可操作 的定义。常用矢量表达。
纹理特征：
1）直观特性：提供图像区域的平滑、稀疏、规则性等；
2）心理学特性：纹理特征包括粒度、方向性、重复性等；
3）频率特性：纹理和图像频谱中的高频分量的联系
一般，纹理图像中的灰度分布具有周期性，既使灰度变化是随机的，也具有一定的统计特性。
纹理可分为人工纹理和自然纹理。人工纹理是由自然背景上的符号排列组成，这些符号可以是线条、点、字母、数字等。
自然纹理是具有重复性排列现象的自然景象。
纹理检测：
在图像处理中用于描述区域纹理的3种主要方法是：统计方法、结构化方法和频谱方法。
最简单的方法是取灰度值的一阶、二阶微分的平均值与方差；如果考虑纹理的方向性，则可以计算方向差分的平均值与方差。
还可以利用灰度直方图来确定纹理目标。即检查各小区域图像的直方图的相似性，具有相似直方图的小区域同属于一个大区域，而直方图不同的小区域属于不同的区域。
统计方法指诸如平滑、粗糙、粒状等纹理的特征描述。结构化技术处理图像元的排列，诸如基于均匀空间分布的平行线纹理描述，用句法结构方法（如：描述各个像素及其邻近像素的灰度分布情况）。
频谱技术基于傅里叶频谱特性，主要用于通过识别频谱中高能量的窄波峰寻找图像中的整体周期性。
统计法
在统计法中，纹理被看作一种对区域中密度分布的定量测量结果。统计模型是利用图像灰度的分布和关系的统计规则来描述纹理。
它比较适合描述自然纹理，一般可提供纹理的平滑 、稀疏、规则等性质。
最简单方法之一是使用一幅图像或区域灰度级直方图的统计矩。
设图像的灰度级为L，灰度的随机数为zi，p(zi)为区域灰度直方图，则灰度均值m的n阶矩表达式为：
常用的纹理统计量有（L为图像的灰度级数）：
频谱法
基于傅里叶频谱的一种纹理描述方法。它是一种理想的可用于描述周期或近似周期的二维图像模式的方向性的方法。通常，全局纹理模式对应于傅里叶频谱中能量十分集中的区域，即峰值突起处。
区域纹理的全局描述：
不变矩
不变矩是描述区域的方法之一。
区域f(x,y)的(p+q)阶矩定义为：
中心矩定义为：
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