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图像 结构张量(structure tensor)

程序员文章站 2022-05-30 12:06:21
...

结构张量(structure tensor) 主要用于区分图像的平坦区域、边缘区域与角点区域。

此处的张量就是一个关于图像的结构矩阵,矩阵结构构成如下:

图像 结构张量(structure tensor)

Rx,Ry分别为图像的水平与垂直梯度,而后进行求矩阵T的行列式K与迹(trace)H。

根据K与H的关系来求得区分图像的平坦、边缘与角点区域:

平坦区域:H=0;

边缘区域:H>0 && K=0;

角点区域:H>0 && K>0;


该方法实际应用实例如下:

原图:

图像 结构张量(structure tensor)

边缘区域:

图像 结构张量(structure tensor)

边缘区域中 行列式与迹的关系图:

图像 结构张量(structure tensor)


matlab实现代码如下:

clc;
clear;

img=double(imread('F:\Users\Revere\Pictures\Camera Roll\imgwork\smile.png'));
[m n]=size(img);
imshow(img,[]);

[Ix Iy]=gradient(img);
Ix2=Ix.^2;
Iy2=Iy.^2;
Ixy=Ix.*Iy;

k=1;
lambda=zeros(m*n,2);
for i=1:m
    for j=1:n
        st=[Ix2(i,j) Ixy(i,j);Ixy(i,j) Iy2(i,j)]; %结构张量
        K=det(st);
        H=trace(st); %求迹
        
        %所有判断都是近似的
        % if H<50                        %认为是平坦区域
         if H>50 && abs(K)<0.01*10^(-9)  %认为是边缘区域
        % if H>50 && abs(K)>0.01*10^(-9) %认为是角点区域
         img(i,j)=255;
         end
         
         lambda(k,:)=[K,H];
         k=k+1;
    end
end

figure;
plot(lambda(:,1),lambda(:,2),'.');
ylabel('trace');
xlabel('det');

figure;
imshow(img,[]);