第10章广义匹配.ppt
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1、章毓晋 (TH-EE-IE),第10章 广义匹配,10.1 匹配基础 10.2 目标匹配 10.3 动态模式匹配 10.4 关系匹配 10.5 图同构 10.6 线条图标记,章毓晋 (TH-EE-IE),10.1 匹配基础,匹配的作用: 匹配用储存在计算机中的模型去识别输入的未知视觉模式,并最终建立对输入的解释 “视”应该是有目的的“视”,即要根据一定的知识(包括对目标的描述)借助图象去场景中寻找符合要求的目标 “觉”应该是带识别的“觉”,即要从输入图象中抽取目标的特性,再与已有的目标模型进行匹配,从而达到理解场景含义的目的,章毓晋 (TH-EE-IE),10.1 匹配基础,10.1.1 匹配
2、策略和类别 10.1.2 匹配和配准,章毓晋 (TH-EE-IE),10.1.1 匹配策略和类别,匹配通过映射来进行(取决于映射函数) (1) 目标空间的匹配 目标O直接通过对透视变 换TO1和TO2的求逆来重建 (2) 图象空间的匹配 直接将图象I1和I2用映射函数T12联系起来 目标模型是隐含地包含在T12的建立过程中,章毓晋 (TH-EE-IE),10.1.1 匹配策略和类别,根据所用图象模型来分类 (1) 基于光栅的匹配 直接比较灰度或灰度函数来找到映射函数 (2) 基于特征的匹配 提取图象的显著特征并进行几何映射 (3) 基于关系的匹配 基于特征间拓扑关系的相似性,章毓晋 (TH-E
3、E-IE),10.1.2 匹配和配准,配准:含义常较窄,主要指在图象空间,或 者说比较低层表达的匹配 配准技术常由以下四个元素所决定 (1) 确定用来进行配准所用特征的特征空间 (2) 限制搜索范围,确定使搜索过程有可能有解 的搜索空间 (3) 对搜索空间进行扫描的搜索策略 (4) 用来确定匹配是否成立的相似测度,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2 目标匹配,10.2.1 匹配的度量 10.2.2 字符串匹配 10.2.3 形状数匹配 10.2.4 惯量等效椭圆匹配,章毓晋 (TH-EE-IE),1. Hausdorff 距离: 目标的匹配在一定意义上是点集的匹配 Hausdorff距离的
4、几何意义 如果点集A和B之间的Hausdorff距离为d,那么一个点集中的所有点将都落在另外一个点集中以任意一点为中心,以d为半径的圆中,10.2.1 匹配的度量,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.1 匹配的度量,1. Hausdorff距离: 如上定义的Hausdorff距离对噪声点或点集的 外野点(outline)很敏感 改进的Hausdorff距离 用平均值代替最大值,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.1 匹配的度量,2. 结构匹配量度: “模板和弹簧” 的物理类比模型 “模板”用“弹簧”连接, “弹簧”函数描述了各 “模板”间的关系 匹配质量是“模板”局部 拟合的优度和待匹
5、配结 构拟合参考结构而拉长 “弹簧”所需能量的函数,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.1 匹配的度量,2. 结构匹配量度: “模板和弹簧”的匹配量度 CT:结构模板和待匹配结构之间的不相似性 CS:待匹配结构和目标部件之间的不相似性 CM:对遗漏部件的惩罚 F(.):将参考模板变换为待匹配结构部件的映射,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.2 字符串匹配,将两个区域边界A和B分别编码为字符串 a1a2an和b1b2bm 从a1和b1开始,如果在第k个位置有ak = bk, 则称两边界有一次匹配 未匹配符号的个数为: 相似性量度,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.3 形状数匹配,
6、形状数是数值最小的边界链码的差分码 两个形状 A 和 B 之间的相似度 k 是这两个形 状数之间的最大公共形状数 如果 S4(A) = S4(B),S6(A) = S6(B),Sk(A) = Sk(B),Sk+2(A) Sk+2(B),则 A 和 B 的 相似度就是 k 两个形状间的距离:它们相似度的倒数:,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.3 形状数匹配,比较形状数,确定相似度 6个不同的形状 相似树 相似矩阵,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.4 惯量等效椭圆匹配,基于目标区域进行 目标都可用它的等效椭圆来表示 平移、旋转和尺度变换所需的参数 平移参数可根据两个等效椭圆的中心坐
7、标差算得,章毓晋 (TH-EE-IE),10.2.4 惯量等效椭圆匹配,旋转参数可根据两个椭圆朝向角度差算得 朝向角f 借助惯量椭圆两主轴的斜率k和l求得 尺度变换参数可根据两个椭圆长轴长度比例算得 等效椭圆半长主轴的长度a,章毓晋 (TH-EE-IE),10.3 动态模式匹配,需匹配的表达是在匹配过程中动态建立 以由切片图象重建3-D细胞为例,章毓晋 (TH-EE-IE),10.3 动态模式匹配,绝对模式,章毓晋 (TH-EE-IE),10.3 动态模式匹配,相对模式,章毓晋 (TH-EE-IE),10.4 关系匹配,场景可以分解为多个物体或各个组成元件, 它们之间存在着不同类型的关系 设有
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