+ All Categories
Home > Documents > 07-regionsegmentation

07-regionsegmentation

Date post: 07-Aug-2018
Category:
Upload: famtalu
View: 213 times
Download: 0 times
Share this document with a friend

of 14

Transcript
  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    1/32

    Region Segmentation

    Computação Visual e Multimédia 10504: Mestrado em Engenharia Informática

    Chap. 7 — Region Segmentation 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    2/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Outline 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    3/32

    Chapter 7: Region Segmentation Image segmentation: a reminder 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    4/32

    Chapter 7: Region Segmentation Image segmentation: … in pictures 

       M  e  a  n   S   h   i   f   t  :   A   R  o   b  u  s   t   A  p  p  r  o  a  c   h   t  o  w  a  r   d   F  e  a   t  u  r  e   S  p  a  c  e   A  n  a   l  y

      s   i  s ,   b  y   D .   C  o  m  a  n   i  c   i  u  a  n   d   P .   M  e  e  r

       h   t   t  p  :   /   /  w  w  w .  c  a   i  p .  r  u   t  g  e  r  s .  e   d  u

       /  ~  c  o  m  a  n   i  c   i   /   M   S   P   A   M   I   /  m  s   P  a  m   i   R  e  s

      u   l   t  s .   h   t  m   l

    Edge segmentation: 

    Region segmentation: 

        h   t   t   p   :    /    /   r   o    b   o   t   s .   s   t   a   n    f   o   r

        d .   e    d   u    /   c   s    2    2    3    b    /    i   n    d   e   x .    h   t   m    l

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    5/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    6/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    What is a region?  

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    7/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Region-based approach 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    8/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Region-based segmentation 

     Ri= I 

    i=1

    n

    !

     

     Ri  R

     j  ="!   #i =1,2,…n

     

    P Ri

      R j !( ) = FALSE 

    P( Ri)=

    TRUE ,   "i

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    9/32

    Chapter 7: Region Segmentation Comparison of histogram, region growingand deformable contour segmentations  

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    3  5  12  11  15  10  3 

    11 

    17 

    19 

    2  3  11  12  18  16  2 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    3  5  12  11  15  10  3 

    11 

    17 

    19 

    2  3  11  12  18  16  2 

    3  6  8  10  18  9  5 

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    3  5  12  11  15  10  3 

    11 

    17 

    19 

    2  3  11  12  18  16  2 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    3  5  12  11  15  10  3 

    11 

    17 

    19 

    2  3  11  12  18  16  2 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    2  4  9  10  22  9  3 

    12 

    11 

    15 

    10 

    11 

    17 

    19 

    11 

    12 

    18 

    16 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    2  4  9  10  22  9  3 

    12 

    11 

    15 

    10 

    11 

    17 

    19 

    11 

    12 

    18 

    16 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    2  4  9  10  22  9  3 

    12 

    11 

    15 

    10 

    5  6  11  9  17  19  1 

    2  3  11  12  18  16  2 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    2  4  9  10  22  9  3 

    12 

    11 

    15 

    10 

    11 

    17 

    19 

    11 

    12 

    18 

    16 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    3  5  7  3  4  2  1 

    2  4  9  10  22  9  3 

    12 

    11 

    15 

    10 

    5  6  11  9  17  19  1 

    2  3  11  12  18  16  2 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    12 

    11 

    15 

    10 

    5  6  11  9  17  19  1 

    11 

    12 

    18 

    16 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    12 

    11 

    15 

    10 

    5  6  11  9  17  19  1 

    11 

    12 

    18 

    16 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    3  5  7  3  4  2  1 

    10 

    22 

    12 

    11 

    15 

    10 

    5  6  11  9  17  19  1 

    11 

    12 

    18 

    16 

    3  6  8  10  18  9  5 

    4  6  7  8  3  3  1 

    threshold T ≥10  threshold T !11  threshold T !12 

    region growing with variance of 2 in respect to value 11 with reference to threshold T !11 

    deformable contour to meet threshold T !11 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    10/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Region growing segmentation 

    seed    growing   final region 

        h   t   t   p   :    /    /   u   e    i .   e   n   s   t   a .    f   r

        /    b   a    i    l    l    i   e

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    11/32

    Chapter 7: Region Segmentation Seed-based region growing segmentation:   pixel aggregation 

    The seed point can be selected either by a human or automatically byavoiding areas of high contrast (large gradient) => seed-based method. 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    12/32

    Chapter 7: Region Segmentation Seed-based region growingsegmentation: example 

    original image 

    threshold:225~255 

    threshold: 190~225 

    threshold = 255 returns multipleseeds 

    threshold: 155~255 

        h   t   t   p   :    /    /   e   n .   w

        i    k    i   p   e    d

        i   a .   o   r   g    /   w    i    k    i    /    R   e   g    i   o   n_   g   r   o   w    i   n   g

    Problem: To isolate the strongest lightning region of theimage on the right hand side without splitting it apart. Solution: To choose the points having the highest gray-scale

    value which is 255 as the seed points shown in the imageimmediately below. 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    13/32

    Chapter 7: Region Segmentation Fast scanning algorithm:  a kind of unseeded region segmentation  

    Threshold T: P1 == P2  iff Diff (Col (P1),Col (P2)) < T 

    val=? y 

    x==y :   val = x 

    xy : 

    boundary (x)!y if |x-y|≤T 

    new region index if |x-y|>T 

    1 2 2 3

    1 1 1 1 1

    If the criterion of homogeneity is local (compared to the value ofthe candidate pixel and the pixel of the border) => linear method. 

        h   t   t   p   :    /    /   u   e    i .   e   n   s   t   a .    f   r

        /    b   a    i    l    l    i   e

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    14/32

    Chapter 7: Region Segmentation Region growing segmentation:  advantages & disadvantages  

        h   t   t   p   :    /    /   u   e    i .   e   n   s   t   a .    f   r

        /    b   a    i    l    l    i   e

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    15/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Region splitting and merging segmentation

    original image  splitting & merging thresholding seg. 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    16/32

    Chapter 7: Region Segmentation Region splitting: example

    original image split 1 

    split 2 split 3 

    In this example, the criterion of homogeneity is the variance of 1. 

        h   t   t   p   :    /    /   u   e    i .   e   n   s   t   a .    f   r

        /    b   a    i    l    l    i   e

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    17/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Splitting & merging: data structures  

    RAG with adjacency relations (inred  ) for big black region.

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    18/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Splitting & merging segmentation algorithm  

    RAG with adjacency relations (inred  ) for big black region.

        h   t   t   p   :    /    /   a   s   t   r   o .   t   e   m   p    l   e .   e    d   u    /   ~   s    i    d    d   u

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    19/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Watershed segmentation 

        h   t   t   p   :    /    /   e   n .   w

        i    k    i   p   e    d    i   a .   o   r   g    /   w    i    k    i    /    W   a   t   e   r   s    h   e    d_

        (    i   m   a   g   e_

       p   r   o   c   e   s   s    i   n   g    )    #   c    i   t   e_

       n   o   t   e  -    1

    watersheds 

    watershed crest line 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    20/32

    Chapter 7: Region Segmentation Watershed segmentationby flooding 

    original image3D topographic surface 

    This technique aims at identifying all the third type ofpoints (i.e., points of watershed lines) for segmentation 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    21/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Watershed segmentation by flooding  

        h   t   t   p   :    /    /   e   u   c    l    i    d .    i    i .   m   e   t   u .   e    d   u .   t   r    /   ~    i   o   n    5    2    8    /    d   e   m   o

        /    l   e   c   t   u   r   e   s    /    6    /    4    /    i   n    d   e   x .    h   t   m    l

    255 

    0

    255 

    0

    255 

    0

    255 

    0

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    22/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Watershed segmentation algorithm  

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    23/32

    Chapter 7: Region Segmentation Watershed segmentation algorithm:  dam construction 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    24/32

    Chapter 7: Region Segmentation Flooding-based watershed segmentationapplied to gradient image  

    original image  gradient image

    watershed of the gradient image 

    final contours 

        h   t   t   p   :    /    /   c   m   m .   e   n   s   m   p .    f   r    /   ~    b   e   u   c    h   e   r    /   w   t   s    h   e    d .    h   t   m    l

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    25/32

    Chapter 7: Region Segmentation Marker-controlled watershedsegmentation (  gradient image ) 

    original image over-segmented image 

        h   t   t   p   :    /    /   c   m   m .   e   n   s   m   p .    f   r    /   ~    b   e   u   c    h   e   r    /   w   t   s    h   e    d .    h   t   m    l

    markers of the blobsand of the background  

    marker-controlled watershedof the gradient image 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    26/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Inter-pixel watershed segmentation 

        h   t   t   p   :    /    /   e   n .   w

        i    k    i   p   e    d    i   a .   o   r   g    /   w    i    k    i    /    W   a   t   e   r   s    h   e    d_

        (    i   m   a   g

       e_   p   r   o   c   e   s   s    i   n   g    )    #   c    i   t   e_

       n   o   t   e  -    2

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    27/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    More complex segmentation methods  

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    28/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Snakes  

    Copyright G.D. Hager  Images taken from http://www.cs.bris.ac.uk/home/xie/content.htm 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    29/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Level sets 

    Copyright G.D. Hager  Images taken from http://www.cgl.uwaterloo.ca/~mmwasile/cs870/ 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    30/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Graph cuts  

    Copyright G.D. Hager  Images taken from efficient graph-based segmentation paper 

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    31/32

    Chapter 7: Region Segmentation Generalized PCA(Rene Vidal) 

    Copyright G.D. Hager 

    Human GPCA

  • 8/20/2019 07-regionsegmentation

    32/32

    Chapter 7: Region Segmentation 

    Summary: 


Recommended