一種基于圖像識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域分割法

1、第15卷第5期武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào)Vol.15No.52002年10月JOURNALOFWUHANINSTITUTEOFSCIENCETECHNOLOGYOct.2002一種基于圖像識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域分割法宋志峰1，張日鋒2，梅順齊1（1武漢科技學(xué)院機(jī)電工程系，湖北武漢430073；2湖北紡織學(xué)校湖北武漢430073）摘要：介紹一種在圖像獲取階段有目的地增加一定標(biāo)識(shí)物，利用它在原始圖像形成的標(biāo)識(shí)區(qū)域，在約束條件下，運(yùn)用模板匹配的圖像識(shí)別方法進(jìn)行

2、目標(biāo)區(qū)域分割。并提出一種快速計(jì)算方法。關(guān)鍵詞：圖像識(shí)別；圖像分割；模板匹配中圖分類號：TP391.41文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1009－5160（2002）05－0091－04在圖像研究中，原始圖像除了目標(biāo)圖像外，常常是有較大區(qū)域?yàn)榉悄繕?biāo)圖像區(qū)域。如果對原始圖像直接進(jìn)行圖像處理（圖像銳化，邊緣檢測，圖像的形狀分析）時(shí)，對非目標(biāo)區(qū)域也進(jìn)行處理，這樣造成數(shù)據(jù)量大，運(yùn)算耗時(shí)，噪聲增加，復(fù)雜度增大。如果能把目標(biāo)圖像區(qū)域從原始圖像分割出來，再對分

3、割的區(qū)域進(jìn)行處理，這將大大簡化處理問題的難度?；趫D像識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域分割法是一種在原始圖像獲取階段有目的地增加一定標(biāo)識(shí)區(qū)域，利用這些標(biāo)識(shí)區(qū)域進(jìn)行圖像區(qū)域分割的方法。下面詳細(xì)介紹這種基于圖像識(shí)別的區(qū)域選取方法。1問題分析如圖一，D1j是一組原圖像（j=12…n），D2j是希望分割出來的一組目標(biāo)分割區(qū)域，D3j是目標(biāo)圖像區(qū)域，D3j隨j不同位置和形態(tài)不同，始終在D2j內(nèi)。D4j，D5j是為提取D2j區(qū)域在圖像獲取階段添加的物體所成的標(biāo)識(shí)區(qū)域

4、。AB在D4j，D5j區(qū)域內(nèi)，是D2j區(qū)域的左上點(diǎn)和右下點(diǎn)。由于標(biāo)識(shí)物和目標(biāo)物位置固定，則D4j，D5j相對D3j固定。因此確定了D4j，D5j即確定A（XA，YA）、B（XB，YB）兩點(diǎn)，也就確定了A、B兩點(diǎn)為對角頂點(diǎn)所圍成的矩形區(qū)域目標(biāo)分割區(qū)域D2j。那么求分割區(qū)間的問題轉(zhuǎn)為識(shí)別D4j，D5j區(qū)域（即A、B兩點(diǎn)）的問題。D5jD4jMIMTNTNI放大D1jD3jD2jD模板AB(mn)11pT1Mp1TNpTTMNp區(qū)域DT=F?

5、?????????????????????????????????????TTTTTTT122111211MNNMNMMppppppppMMMM2模板匹配模板匹配法是常用的一種圖像識(shí)別方法，如圖1所示，原圖像f(區(qū)域D1j)的面積為MINI，模板g(區(qū)域D6j)的大小為MTNT，D6j≤D4j=D5jD1j。模板的中心恰好放在圖像f的（m，n）點(diǎn)上，則g和f的互收稿日期：20020715作者簡介：宋志峰（1972），男，講師，華中科技大

6、學(xué)在讀研究生，研究方向：圖像識(shí)別.圖1原始圖像、目標(biāo)圖像、模板示意圖圖2區(qū)域DT的向量表示第5期宋志峰，等：基于圖象識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域分割法研究93（7）式。3）滿足則判斷區(qū)域D和模板規(guī)格化后的互相關(guān)量，判斷是否這些像點(diǎn)滿足（7）式，滿足則匹配成功。4.2減少搜索位置數(shù)由于逐行進(jìn)行模板匹配時(shí)需要掃描整個(gè)原圖像D1j，分析找出如圖3的匹配路徑，從D1j的左上角第一點(diǎn)和右下角第一點(diǎn)開始模板匹配，方向是從左上角到右下角和從右下角到左上角，通過這種

7、模板匹配路徑，掃描的區(qū)域如圖3左上角和右下角兩灰色區(qū)域。當(dāng)目標(biāo)分割區(qū)域D2j較大時(shí)，灰色區(qū)域（即掃描區(qū)域）較小。與逐行模板匹配相比，將大大降低掃描區(qū)域。D4jMJMINID1jD3jD2jBD5jNJA鋼領(lǐng)模板原圖象目標(biāo)圖像導(dǎo)紗鉤模板5編程實(shí)現(xiàn)在紗線圖像處理中，導(dǎo)紗鉤與鋼領(lǐng)都有一定的升降，因此紗線圖像的大小，位置隨時(shí)間都在變化，為了獲得包含紗線圖像的較小目標(biāo)區(qū)域，筆者選取導(dǎo)紗鉤和鋼領(lǐng)作為二模板（處理的紗線圖像為255個(gè)灰度值的灰度圖像）

8、。用VC6.0編程分割出來了以鋼領(lǐng)兩邊拓展一定的距離lWidthTZ為寬，以導(dǎo)紗鉤與鋼領(lǐng)之間的距離為高的目標(biāo)區(qū)域（如圖4）。（1）定義圖像進(jìn)行模板匹配運(yùn)算的函數(shù)如下：函數(shù)名稱：TemplateMatchDIB()參數(shù):LPSTRlpDIBBits原圖像指針；LPSTRlpTemplateBits模板圖像指針LONGlWidth源圖像寬度（象素?cái)?shù)）LONGlHeight源圖像高度（象素?cái)?shù)）LONGlTemplateWidth模板圖像寬度（

9、象素?cái)?shù)）LONGlTemplateHeight模板圖像高度（象素?cái)?shù)）BOOLbDirection模板匹配的方向，TURE為左上角到右下角，F(xiàn)LASE為從右下角到左上角返回值:LONGlWidth模板左上點(diǎn)距離原圖像左上點(diǎn)寬度(象素?cái)?shù))LONGlHeight模板左上點(diǎn)距離原圖像左上點(diǎn)高度(象素?cái)?shù))（2）程序流程圖如圖5。6結(jié)束語結(jié)論：在約束條件下，基于圖像識(shí)別的目標(biāo)區(qū)域分割法是一種能很好的從原始圖像截取有效區(qū)域的方法，本文介紹的快速計(jì)算方