幾何形態(tài)是圖像處理諸要素的特征之一,,機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)和工程中的應(yīng)用更是如此,。
1,、幾何形態(tài)
物體的幾何形態(tài)特征可分為大小,、形狀,、方位及組織結(jié)構(gòu),,是描述物體諸要素的其中一種,,研究方法隨著數(shù)學(xué)的發(fā)展而發(fā)展,。
對大小形狀可以用周長、面積,、體積,、方度、圓度,、細(xì)長度等數(shù)量化的指標(biāo)來表征,。
由點(diǎn)、線,、面構(gòu)成的數(shù)學(xué)模型,,用于數(shù)學(xué)研究。幾何形狀具體描述空間對象的外形輪廓,。幾何形狀常用的定性描述如三角形,、四邊形、長方形等,,定量描述如形狀指數(shù)等,。
2、平面與立體
嚴(yán)格說平面的物體是不存在的,,工業(yè)和工程中常常用近似于平面二維的研究方法來研究一些特殊的物體,,獲取圖像,建立平面投影關(guān)系,,其目的在于提高效率和降低成本,。
用三維(立體)的方法來研究物體的幾何形態(tài),常常采用RGBD,、三維激光點(diǎn)云,、三維圖像建模等方式來獲取三維圖像。
3,、計算處理方法
幾何形態(tài)學(xué)是一門建立在格論和拓?fù)鋵W(xué)基礎(chǔ)之上的圖像分析學(xué)科,,是圖像處理的基本理論之一,。其基本的運(yùn)算包括:腐蝕和膨脹、開運(yùn)算和閉運(yùn)算,、骨架抽取,、極限腐蝕、擊中擊不中變換,、形態(tài)學(xué)梯度,、Top-hat變換、顆粒分析,、流域變換等。
外部特征法
外部特征法又稱為外部輪廓法,,即按同源性原則,,選取外部輪廓上若干個點(diǎn),二值化處理后進(jìn)行編碼,,極值化后化為正弦和余弦函數(shù),,得出傅立葉系數(shù),最后用統(tǒng)計學(xué)的方法得出形態(tài)差異,。
下圖即為典型的處理方法流程圖,。
地標(biāo)點(diǎn)法
地標(biāo)點(diǎn)法是基于笛卡爾地標(biāo)的形態(tài)統(tǒng)計方法,對極點(diǎn)(如:最長,、最短,、最高、最矮,、交叉,、互換、突出,、凹陷等)獲取圖像,,轉(zhuǎn)化為二維(X,Y)坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
然后采用各類數(shù)學(xué)處理方法(如:最小二乘法,、變形,、旋轉(zhuǎn)、扭曲等)去除誤差,,最終得出物體的形態(tài)差異,。
下圖即為地標(biāo)點(diǎn)法處理的流程。
幾何形態(tài),、顏色,、紋理是描述物體的三大特征,機(jī)器視覺技術(shù)就是要深入進(jìn)行研究,,選擇最優(yōu)的技術(shù)方向和技術(shù)路線解決工業(yè)和工程中的具體技術(shù)問題,。
(本文參考了上海海洋大學(xué)蘇杭的碩士論文,,由玖瑞科技技術(shù)部視覺與測控技術(shù)實驗室收集整理)