Chương 6: PHÂN ĐOẠN ẢNH (P2)

Võ Quang Hoàng Khang TPHCM - 2016

1. Giới thiệu bài toán phân đoạn

2. Các phương pháp phân đoạn

 gray-level thresholding

 edge-based

region-based

 Probabilistic: xác suất

 Áp dụng được phương pháp region growing:

 Tư tưởng thuật toán  Thuật toán  Ví dụ minh họa  Áp dụng thuật toán

 Phương pháp Region splitting and Merging

 Tư tưởng thuật toán  Thuật toán  Ví dụ minh họa  Áp dụng thuật toán

3

Phân vùng ảnh trực tiếp dựa trên miền ảnh

Phân vùng ảnh trực tiếp dựa trên miền ảnh

Phân vùng ảnh trực tiếp dựa trên miền ảnh

 Một số phương pháp

 Phương pháp lan tỏa vùng ( gia tăng vùng –

region growing )

 Phương pháp phân chia và kết hợp vùng

Region Growing

 Bắt đầu tại những điểm “gieo” (seed point)

 Phát triển vùng bằng cách thêm vào tập các điểm

“seed” point những điểm lân cận thỏa mãn một

tính chất cho trước (như mức xám, màu sắc, kết

cấu) – thỏa mãn hàm P

 8 lân cận

 4 lân cận

Region Growing

Region Growing

Region Growing

 Seed point có thể được chọn bởi người sử dụng

hoặc tự động => seed-based method.

Seed-based Region Growing – Example 1

 Problem: Phân vùng tia sét

của ảnh bên phải

 Solution: Chọn những điểm có giá trị mức xám lớn nhất 255 làm các điểm gieo

Seed-based Region Growing – Example 1

Seed-based Region Growing – Example 2

Threshold

Area

6

1

Seed-based Region Growing – Example 2

Threshold

Area

13

113

Seed-based Region Growing – Example 2

Threshold

Area

23

180

Seed-based Region Growing – Example 3

 Phân ảnh thành các vùng có chứa giá trị lớn

nhất (sự sai khác < 3)

Seed-based Region Growing – Example 3

 Các điểm “gieo”

Seed-based Region Growing – Example 3

 Phát triển vùng

Region splitting and merging segmentation

 Region splitting:

 Không như kỹ thuật region growing bắt đầu

từ các điểm gieo

 Region splitting bắt đầu xem toàn bộ ảnh

như là một vùng duy nhất và chia nhỏ nó

thành các vùng con

 Thực hiện đệ quy cho đến khi điều kiện về

tính đồng nhất là thỏa mãn

Region splitting and merging segmentation

 Region merging:

 Là kỹ thuật ngược lại của region splitting,

kỹ thuật này nhằm tránh over-segmentation

 Bắt đầu với vùng nhỏ (vd: 2 x 2 or 4 x 4) và

hợp nhất các vùng có tính chất tương tự

(như là mức xám, phương sai)

Region Splitting: example

Region Splitting: example

 Xem xét kỹ thuật tách và hợp vùng theo cấu

 Có nhiều kỹ thuật tách và hợp vùng

trúc cây tứ phân

Splitting & merging: data structures

Splitting & merging: data structures

• This is reminiscent of a quadtree structure . . .

20 21

5

22

23

1

1

2

6

7

16 17 18 19

7 6 5

16

17

2

20 21 22 23

18

19

Split-and-Merge Approach

• Begin with an initial segmentation into regions

(1) split a region into four child regions if it

fails the homogeneity condition

Split-and-Merge Approach

• Begin with an initial segmentation into regions

(1) split a region into four child regions if it

fails the homogeneity condition

(2) merge adjacent regions with the same parent to form a single region that satisfies the homogeneity condition

Split-and-Merge Approach

20 21

5

22

23

1

6

7

1

2

16

17

16 17 18 19

7 6 5

2

18

19

20 21 22 23

Split-and-Merge Approach

• Gộp các vùng lân cận thành một vùng đồng nhất, nếu có thể

Splitting & merging segmentation algorithm

Region Splitting and quadtree

Tính độ lệch chuẩn

 Khi các vùng được gộp: tất cả các pixel trong vùng

nhận giá trị trung bình của vùng

Bài tập

1. Thực hiện thuật toán phân đoạn Region Growing với

quan hệ các điểm ảnh trên vùng là giá trị mức xám sai

khác giá trị trung bình trên vùng không lớn hơn 1, sử

dụng quan hệ láng riềng 4-conectivity.

2. Thực hiện thuật toán phân đoạn Region Growing với

quan hệ các điểm ảnh trên vùng là giá trị mức xám sai

khác giá trị trung bình trên vùng không lớn hơn 1, sử

dụng quan hệ láng riềng 8-conectivity.

Bài tập

3. Thực hiện thuật toán phân đoạn Region Spliting and

Merging với quan hệ các điểm ảnh trên vùng là hai điểm

ảnh kề nhau sai khác không lớn hơn 1, sử dụng quan

hệ 4-connectivity.

4. Thực hiện thuật toán phân đoạn Region Spliting and

Merging với quan hệ các điểm ảnh trên vùng là hai điểm

ảnh kề nhau sai khác không lớn hơn 1, sử dụng quan

hệ 8-connectivity