第二章 影像切割之探討
2.1 以區塊擴增演算法為基礎
由於區塊擴增演算法是以種子(seed)的數目控制最終區塊的數目,區塊數目 太多可能使得追蹤、比對上花費大量的時間,數目太少則可能使得區塊跨過物體邊 界,使得切割結果不佳,如圖 2-1(a)紅色框中所示。經過我們測試的結果,這系列 的影像採用種子間距為 8 個點時能有較好的結果,如圖 2-1(b),因此在之後的部分,
我們皆採用種子間距為 8 個點來切割。
(a) (b) 圖 2-1 種子間距之比較,(a)間距為 16 個點,(b)間距為 8 個點。
在我們希望以區塊作為超點的目標下,如果每張圖能夠形成大小相似、區塊總 數差不多的結果,則對於作為超點之表示方式應該是比較好的結果。因此,我們將 過去的方法延伸,在每一張影像中放置均勻的格子點,以這些格子點為中心向鄰近 點中,色彩距離最接近的點開始擴張區塊,希望能得到類似格子點但形狀更逼近物 體的結果。
2.1.1 以點為主的區塊擴增
在過去的區塊演算法中,每一次都納入有最小色彩距離δ( x)的點,然後一直到 所有點都計算過,且加入某個區塊為止。這樣的作法能讓每個區塊都是封閉且完整 的,如原始影像圖 2-2區塊擴增後的結果如圖 2-3(a),其中有相同顏色的部分代表屬 於相同的區塊。但是如果有一些雜訊點或者是邊界的部分被勉強加入,將會影響到 整個區塊的色彩平均值或變異量,對於我們後處理時的合併或是追蹤,都有造成誤 差的可能。
圖 2-2 原始影像。
這時候比起區塊是否完整和封閉,我們更重視在區塊中的點是否非常相似,故 我們以點為主優先考慮區塊的相似性,每一次加入之前對判斷式取一個門檻
(threshold),如果δ( x)大於這個門檻,則不加入任何一個區塊中,因此我們可以將 區塊擴增演算法中可加入區塊的候選點改為:
( )
⎭⎬⎫ 的,概念上是用 red、green、blue 三原色的組合來表示各個色彩。另外還有其他跟 RGB 模型概念不同的色彩模型,例如 HSI 是將色度(chrominance)和亮度(luminance)分開的一種色彩模型,在 1-2 節相關研究中曾提到,一般在色彩切割時若採用色度
觀察,而不同於 RGB 色彩模型是將色彩的色調、飽和度、亮度等資訊混合在一起,
圖 2-3是兩種色彩模型的區塊擴增演算法之結果,(a)是RGB色彩模型,我們可 以觀察到其結果在一個物體內可能較為細碎,如紅色框標示處,但是對於右下角的 火車RGB的表現則比(b)HSI的結果好,是因為HSI在I值極小時H、S的變動可能很大 而造成誤判,故在I值極小時我們必須忽略H、S的變動。
(a) (b)
圖 2-4 色彩模型不同對區塊擴增演算法的比較,(a)RGB 色彩模型,(b)HSI 色彩模型。