4. extraccion de caracteristicas

8/18/2019 4. Extraccion de Caracteristicas

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EXTRACCIÓN DECARACTERÍSTICAS

Visión de MáquinaIngeniería en Automática Industrial


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Etapas Análisis yProcesamiento de Imágenes

imagen deentrada

objetosseparados

Patrón decaracterísticas

Imagenacondicionada

tipos de objetoA la aplicación

EXTRACCIÓN DECARACTERÍ TICA

PREPR!CE A"IENT!

REC!N!CI"IENT!C#A I$ICACIÓN

INTERPRETACIÓNDE #A E CENA

E%"ENTACIÓN


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Extracci n de Caracter!sticasPara reconocer un objeto de la imagen esnecesario extraer características que permitanrepresentarlo y describirlo.

Descripción del os objeto s!Color TamañoPosición……

Vector de características


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Re"#isitos de la descripci n

"nica#ompleta! $o debe presentar ambig%edadesIn&ariante 'rente a trans'ormaciones geom(tricas!)otación* traslación* escalado y re+exión,ensible! )e+ejar di'erencias entre objetossimilaresAbstracta! )e+eja lo esencial del objeto no loaccesorio


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Tipos de Descriptores

Descripci n del Contorno#ódigos de cadenaAproximación polinomial

)epresentación polar-squeleti aciónDescriptores de /ourier

Descripci n de Regi nMomentosDescriptores topológicos

0extura

Descripci n de Similit#d ! #orrelación


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DESCRIPT$RESDE% C$NT$RN$



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C digos de Cadena$&'eti(o ! )epresentar la 'rontera del objeto1a 'rontera del objeto es una serie de 1’s conectados sobre 0’s 2imagen binaria3.,e codi4ca la dirección de a&ance para llegar al&ecino


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C digos de CadenaPro&lema) Depende del punto de comien oSol#ci n) ,e rota el punto de comien o de lacadena 5asta conseguir el menor entero.

*enta'as)-s in&ariante a traslación,e puede conseguir in&arian a a escalado.Muestreo adecuado del borde.,e puede conseguir in&arian a a rotación.Mediante la de4nición de una codi4caciónincremental/acilita el cálculo de! Perímetro* 1argo y Anc5o


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Aproximaci n Polinomial

Procedimiento,e aproxima la 'rontera por segmentos lineales

Algoritmos iterati&os complejos6mbral de error

-xigente! demasiados ladosPoco exigente! aproximación tosca

)esultadoPolígono similar al contorno real


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Aproximaci n PolinomialT+cnica de ,#si n)

,e ajustan los puntos de un contorno medianteuna recta 5asta que el error cometido en el ajustesupere un umbral preestablecido.

Problema en las esquinas


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Aproximaci n PolinomialT+cnica Di(isi n Rec#rsi(a)

-l proceso comien a detectado el eje de mayorelongación y prosigue a7adiendo &(rtices 5astaobtener una cierta precisión pre4jada.


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Representaci n Polar)epresentación de la 'rontera del objeto como una'unción polar unidimensional.Mapa de las coordenadas polares de la 'ronteratomando como origen el centro de masa delobjeto.


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Representaci n PolarIn&ariante 'rente a la posición del objeto

In&arian a al tama7o! Di&idir la 'unción por ladistancia máxima al centroide de 'orma que ladistancia máxima resulte uno.

In&arian a ante el ángulo de comien o! #omen arpor el ángulo cuya distancia es máxima

Incon&eniente! M(todo muy sensible respecto a laposición del centroide


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Es"#eleti-aci n-squeleto 2eje medial3 2Medial Axis trans'ormMA03!,e de4ne el esqueleto como el conjunto depixeles equidistantes de la 'rontera del objeto.,ir&e de base para la descripción estructural delobjeto y su reconocimiento.


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Es"#eleti-aci n

-s robusto 'rente a ruido*In&ariante a translación y rotación.

-l escalado no &aria su estructura-s bastante robusto 'rente a de'ormaciones.


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Descriptores de ,o#rier#oe4cientes de /ourier de la 'rontera. ,e basanen la trans'ormación de la secuencia de puntos'rontera considerados como n8meros complejos.


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Descriptores de ,o#rierAplicando la trans'ormada discreta de /ourier seobtienen los coe4cientes de /ourier 2Descriptoresde /ourier3

0rans'ormada In&ersa de /ourier


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Descriptores de ,o#rier-jemplo de reconstrucción de la 'rontera usandodescriptores de /ourier

Original M=2 M=4 M=8M=64

M=16 M=61 M=62


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Descriptores de ,o#rierPropiedades de los descriptores de /ourier

In&arian a ante!

0raslación)otación-scalado#ambio en el punto de comien o


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DESCRIPT$RES DERE.IÓN



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Descriptores de Regi n9bjeti&o! -xtraer características a partir de lain'ormación aportada por todos los píxeles delobjeto* no sólo con los del contorno.

0ipos!MomentosDescriptores 0opológicos

0extura


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Descriptores de Regi nPer!metro P es el numero de píxeles que pertenecenal objeto y que* al menos* tienen un &ecino quepertenece al 'ondo.

/rea es el numero de pixeles para los cuales I2x* y3 :;

1a compactaci n da una medida de la dispersión delobjeto.


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Descriptores de Regi n1a rectang#laridad de una región se de4necomo el cociente entre el área de la región y elárea de su rectángulo base.


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0omentos1a geometría de una región plana se basa en eltama7o* la posición* la orientación y la 'orma. 0odasestas medidas están relacionadas con una 'amiliade parámetros llamada momentos.

1os momentos de orden de una imagen son


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0omentos,e puede demostrar que dada una 'unción existeun 8nico conjunto de momentos generales que lade4nen y &ice&ersa.

-n la práctica se comprueba que una cantidadmenor de momentos puede describir cualquier'unción con su4ciente precisión. 1adeterminación del numero de momentosnecesarios es particular a cada caso de estudio.


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0omento de orden cero

-l momento de orden cero coincide con el áreadel objeto descrito.


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0omento de orden #no1os momentos de orden uno 23* junto al de ordencero* determinan el centro de gra&edad de losobjetos.


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0omentos Centrales1os momentos generales se pueden 5acerin&ariantes a las traslaciones.Para ello basta con re'erirlos al centro degra&edad del objeto* es decir a los momentos de

orden cero y uno.-stos momentos* que se conocen comomomentos centrales* tienen la siguiente 'orma!


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0omentos Centrales


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In(arian-a al EscaladoPara conseguir* además* in&arian a anteescalados* se de4nen los momentos centralesnormali ados!


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0omentos In(ariantesDe los momentos segundo y tercero se deri&a unconjunto de siete momentos in&ariantes atraslaciones* rotaciones y cambios de escala 2=u*;>?@3

02201 η η φ +=

( ) 2112

02202 4η η η φ +−=

( ) ( )203212

12303 33 η η η η φ −+−=

( ) ( ) 203212

12304 η η η η φ +++=


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0omentos In(ariantes

Los siete momentos obtenidos son los valores que conforman el vectorde características

( )( ) ( ) ( )[ ]( )( ) ( ) ( )[ ]203212123003210321

2

0321

2

1230123012305

33

33

η η η η η η η η

η η η η η η η η φ

+−++−

+−−++−=

( ) ( ) ( )[ ] ( )( )0321123011203212123002206 4 η η η η η η η η η η η φ ++++−+−=

( )( ) ( ) ( )[ ]( )( ) ( ) ( )[ ]

2

0321

2

123003213021

2

0321

2

1230123030217

33

33

η η η η η η η η

η η η η η η η η φ

+−++−

++−++−=


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Descriptores Topol gicosDescripción global de regiones en la imagen* esdecir* propiedades que no se &en a'ectadas porde'ormaciones!

$8mero de agujeros$8mero de componentes conexas! Objeto tal quecualquier par de puntos internos pueden serenlazados con una curva totalmente contenida en

el.$8mero de -uler


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Descriptores Topol gicos-jemplo de n8mero de -uler


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Text#ra1a textura de un objeto es el conjunto de 'ormasque se aprecia sobre su super4cie y que lo dotade cierto grado de regularidad.

6na de4nición clásica de textura es la siguiente!uno o más patrones locales que se repiten de

manera periódicaB.


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Text#ra#aracteri ar la distribución espacial de los ni&elesde gris en una región a partir de los momentos desu 5istograma.

es la intensidad de un píxel gen(rico y p2 i3 essu 5istograma.C :;* C;: *C@ 2Varian a3! Da una medida del contraste delobjetoCE! Mide el sesgo del 5istogramaCF! 6ni'ormidad del 5istograma

( )1

ˆ ( ) L

n

n i ii

z z p z µ =

= −∑


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DESCRIPT$RES DESI0I%IT1D



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Correlaci n$&'eti(o) 9btener una medida de similitud entrelos objetos de la imagen y un modelo o patrónconocido*


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Correlaci nPro&lemas)

,ensiti&idad al ruido* unos pocos &alores erróneospueden cambiar la correlación signi4cati&amente.Depende de la escala de los &alores de la imagende salida.-s &ariante a rotación y escala.-s computacionalmente costosa para patronesgrandes.


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Correlaci n Normali-adaPara compensar las &ariaciones de &alores deintensidad* se normali a utili ando la &ariaciónpromedio de intensidades de la imagen y elpatrón!

es un &alor real entre !1 " 1 que alcan a su &alormáximo donde coincida G con '.

4. extraccion de caracteristicas

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