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计算机视觉中的尺度空间理论。 (英语) Zbl 0812.68040号

Kluwer国际工程与计算机科学系列. 256. 多德雷赫特:Kluwer学术出版社。xii,423 p.英国国防部。275.00; 130.00美元;97.50英镑/公顷(1993年)。
摘要:演示从关于计算机视觉的一般哲学讨论开始。其目的是将本书的范围置于更广泛的背景中,并强调为什么在处理测量信号(如图像数据)时,刻度符号至关重要。综述了多尺度表示的不同方法,指出了尺度空间的一些特殊性质。
然后,展示了如何建立数学理论来描述不同尺度下的图像结构。通过从处理第一阶段的一组公理出发,可以导出一组正则算子,这些正则算子是高斯核在不同尺度上的导数。
广泛讨论了计算应用该理论的问题。针对离散信号建立了尺度空间理论,并证明了如何将这种表示用作表达大量视觉操作的基础。示例包括一般的平滑导数,以及用于图像特征(如边缘、斑点和连接)的不同类型的检测器。事实上,由所提出的理论引入的特征检测的最终方案在概念上和实际实现方面都非常简单。
通常,一个物体包含许多不同尺度的结构,但在局部范围内,这些结构中的一些“突出”并似乎比其他结构更重要,这并不罕见。我们特别关注的一个问题是如何找到这种局部稳定的尺度,或者说如何生成有趣结构的假设以供进一步处理。它显示了基于称为尺度空间原始草图的表示的尺度空间理论如何允许我们从图像中提取感兴趣的区域,而无需预先了解图像可能包含的内容。这些区域,加上对其发生规模的了解,构成了定性信息,可用于指导和简化其他低级过程。
在不同类型的真实图像和合成图像上的实验表明,所建议的方法可以用于不同的视觉任务,例如图像分割、边缘检测、交界检测和关注焦点。这项工作得到了一种数学处理方法的补充,该方法显示了如何从理论上分析不同类型图像结构在尺度空间中的行为。
还演示了如何使用建议的尺度空间框架计算三维表面结构的直接线索,原则上只使用与图像特征计算相同类型的视觉前端操作。
尽管处理与视觉数据的分析有关,但尺度空间表示的概念具有更广泛的通用性,并且出现在需要自动分析和解释测量数据的几种情况下。

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