Beeldverwerking Deel 2 Segmentatie Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-1 Segmentatie Doel: Beeld opsplitsen in gebieden Objecten onderscheiden van achtergrond Sementatie is in het algemeen moeilijk Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-2 1
Segmentatie - 2 Randgebaseerde methodes gebruik grenzen van gebieden voor segmentatie dedecteer plotse wijzigingen in intensiteit Gebiedgebaseerde methodes Gebruik gelijkenissen tussen piels voor afbakening Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-3 Segmentatie 3 Randdetectie: afvlakfilter (ruisonderdrukking) gradiënt (magnitude is isotroop!) detectie (drempel) tenslotte localisatie Discontinuïteit: maima in gradiënt of tweede afgeleide Nadien: Randstukken verbinden of herkennen!! Bijvoorbeeld: Freeman-ketting of Hough-transformatie of lokaal model Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-4 2
ISEF - randdetectie 1e en 2e afgeleiden uit linker- en rechterlijnconvoluties incl. eponentieel afvlakfilter I I D 1 D 1 D 2 D 2 Rand = ma(d 1 ) of nuldoorgang van D 2 Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-5 Voorbeeld: Randdetectie + modellering (1) I I D 1 D 1 D 2 D 2 ISEF-randdetectie: Infinite Symmetric Eponential smoothing Filter - Shen en Castan Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-6 3
Voorbeeld: Randdetectie + modellering (2) Contourmodellering: Lijntjes Cirkels Polynomen Splines Parameters: Positie, helling, kromming r θ Oriëntatie θ Kromming κ =1/r= dθ /ds Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-7 Segmentatie: Freeman-ketting Voorbeeld van kettingcode ( Chain codes ) 0 3 2 1 1 4 0 6 0 5 6 7 7 1 7 1 0 1 0 7 6 7 1 1 2 2 Bij gaten in de contour, zal dit niet langer werken dan globale methodes nodig met model, bv Hough Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-8 4
Hough-transformatie voor lijndetectie Geef voor elk randpunt aan op welke rechten dit punt zou kunnen liggen. De rechte die het vaaks voorkomt is waarschijnlijk de echte rand. bv. Lijn: y y = a + b of b = -a + y (,y) (a,b) b y j y i i Beeld j a Parameterruimte Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-9 b 1 a 1 Hough-transform voor lijn: Samengevat Elk punt (,y) geeft een rechte in a-b ruimte Punten op dezelfde rechten in -y ruimte geven rechten in a- b ruimte die elkaar snijden in 1 punt. De coördinaten van dit snijpunt definieert de parameters van de lijn (voor de rand) in de -y ruimte Ook mogelijk voor andere contouren, modellen of vormen Opgelet: Beperkte nauwkeurigheid door quantisatie van de parameterruimte. Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-10 5
Hough-transform: Nauwkeurigheid? Quantisatie van de parameterruimte: y b y j Twee maima of oplossingen y i b 1 b 2 i Beeld j a 2 a 1 a Parameterruimte Afwegen: Nauwkeurigheid Geheugen + rekenwerk Wat bij verticale randen: a =? Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-11 Hough: Beter lijnmodel + voorbeeld Parameterruimte wijzigen door ander model θ = 0 geeft verticale lijn! Voorbeeld: y cos(θ) + y sin(θ) = ρ ρ θ Origineel Randen Hough (512512) Interpretatie Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-12 6
Segmentatie: Gebiedgebaseerd Selectieve drempels Multi-level Adaptive thresholding Groeimethode Verdeel- en (her)combineermethode Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-13 Tresholding Histogram Objecten met uniforme intensiteit geven pieken in histrogram Multi-level tresholding: moeilijker Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-14 7
Probleem met histogram Histogramgebeaseerde segmentatie houdt geen rekening met ruimtelijke informatie. Het feit dat naburige piels waarschijnlijk gelijke intensiteit vertonen wordt niet benut. Gebiedgebaseerde methodes spelen hier net op in: Zij bepalen gebieden die voldoen aan opgegeven predicaat Groeimethode Verdelen en samenvoegen Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-15 Groeimethode Start met zaadje ( seed ) = willekeurige piel Voeg nieuwe aanliggende piels toe die gelijk zijn aan startpiel Herhaal dit voor de nieuwe piels. Wat is gelijk : bv kleur, teture, intensiteit... Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-16 8
Verdeel en voeg samen Split & merge : Splits het beeld op zolang niet alle piels uit gebied voldoen aan predicaat. Voeg gelijke gebieden terug samen R R 1 R 2 R 3 41 44 R 1 R 2 R 3 R 4 R 41 R 42 R 43 R 44 Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-17 Beeldbewerking Niet behandelde topics: Restoratie Compressie.... Johan Baeten Beeldverwerking Deel2-18 9