图像中轮廓结构视觉特征探究.doc

图像中轮廓结构视觉特征探究 　　（上海工程技术大学，上海 201620） 摘要：在《构成基础》课程中，研究图像中轮廓结构的视觉特征应侧重于空间中轮廓线的表现、轮廓层次和形式之间的联动状态，对轮廓的视觉识别需要关注静态轮廓和动态轮廓、图像的纹理和质地与轮廓的纹理和质地之间的转化过程，从而通过轮廓的整体特征和对轮廓区域的划分来获得图像中轮廓信息与图像识别的视觉关联 关键词：图像视觉特征；轮廓线和空间；轮廓信息的图像识别 中图分类号：G423.04 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0069-02 识别不同图像类别的视觉基础首先需要研究图像中轮廓结构的视觉特征，因为轮廓存储着图像信息的概貌，同时也是提升图像识别过程中最基本的视觉特征之一。它不仅对计算机学科中机器视觉系统的图像识别具有一定的?椭?，同时也强化了图像设计的基本要素和应用要素的视觉识别性 一、图像中轮廓的视觉特征 （一）轮廓线和空间 图像的轮廓结构在空间中受到多因素的作用呈现出变化性，而轮廓结构依从于轮廓线的表现。百度百科中轮廓线指物体的外边缘界线，认为同一个物体在空间中的不同观察角度会表现出不同的轮廓形状，并指出在电影创作中，选择适当的摄影角度能够表现出物体最具特点、最具表现力的轮廓形状 首先，空间中不同角度的轮廓线相叠现象，会出现多重轮廓线以及因轮廓线之间的交错所形成的多样轮廓线。同时，轮廓线在受环境、光照的影响，又呈现出实际存在的轮廓线和理想状态下的补充轮廓线现象，犹如百度百科中的轮廓度指出，被测的实际轮廓相对于理想轮廓之间的变动情况 其次，根据1824年英国罗葛特教授在《移动物体的视觉暂留现象》报告中指出视觉存在着暂留现象――视觉在有限时间内的反应速度会导致影像遗留。而视觉在跟踪规则或非规则化的轮廓线时会受到视觉暂留影像的影响，会使视觉识别轮廓线的过程始终处于调和轮廓线和视觉影像遗留之间的关系中 再次，视觉存在识别上的主动选择性，视觉对某一区域进行注意选择，会忽视该范围内的其余信息，从而获得有效的知觉分析，即主动视觉中强调视觉系统在获取和处理视觉信息过程中的主动性和选择性[1]。那么，视觉在轮廓线上也存在主动轮廓线和被动轮廓线的影响并形成不同的视觉吸引力 （二）轮廓层次和形式 轮廓的层次和形式依据自相似表现中相似关系在于寻找过程：寻找局部与局部、局部与整体之间的自相似程度来进行聚类。聚类是合并不同层次的不同特征，来构造其层次中的共性和特殊性。轮廓区域中纹理、色彩、图案等多种元素的相似聚类过程，会呈现出轮廓层次的联动状态，有平面和立体层次的轮廓联动，有柔性和刚性层次的轮廓联动等。不同轮廓层次的联动会形成轮廓的形式，形式是一种有序化的排列状态。轮廓依据轮廓线的有序化走势又表现出轮廓层次的分类 轮廓的层次和形式受到并列关系的共同作用，来调解主观意图并指引出视觉兴趣区域，如主光源和辅助光源层次、近景和中景以及远景层次等并列关系的共同作用来加强层次和形式的吸引区域，避免因视线跟踪轮廓层次和形式而出现分散视线点的轨迹 轮廓的层次和形式也受到轮廓线的透视变化所形成的体积感，以及与之伴随的光感效应对空间中轮廓线的作用 二、图像中静态轮廓和动态轮廓的相互转化 （一）静态轮廓和动态轮廓 图像的视错觉让静态和动态轮廓依从不同曲、直轮廓线上的不同视线起点，如在曲线中“托兰斯肯弯曲幻觉”，通过对相同曲线弧度的比较来产生不同弯曲度的错觉，从而导致曲线指引视觉发生弧度延伸的动、静印象 图像的运动轨迹和运动速度会导致其轮廓发生静态和动态的变化，如曲线之一的摆线，通过不同速度的定点在圆周上呈现直线滚动的轨迹，使摆线在弧线下的面积产生旋转圆面积的三倍，而且摆线的非匀速现象也将影响视线的跟踪速度，形成轮廓线的多重印象而导致动、静感。同时，图像的轮廓线与背景的交互关系也容易出现“埃冰斯幻觉”现象中的移动变化 已存图像的视觉记忆投射到图像的轮廓特征点上，使复杂的轮廓交错线、断续的轮廓线和被遮挡的轮廓线，在视觉估计或推测中寻找与原视觉记忆配准的轮廓特征类型，并发生相互之间的补偿从而造成轮廓的动、静感变化 （二）轮廓的纹理和质地 图像的纹理和质地以及轮廓的纹理和质地之间的交织，它们像彭罗斯阶梯中无限循环的阶梯，在循环中表现出质地的反射特性和纹理中纹路的错视现象，形成轮廓中复合性现象的纹理和质地效果 轮廓的纹理和质地既在闭合和敞开的轮廓特性中得到加强，也在前景、中景和远景中既保持其相关性又存在其独立性。从物理学科中“各向同性”的描述中――物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而改变其特性，来理解与轮廓有关的纹理和质地不仅与轮廓形状，以及与背景中纹理形状、序列、数量、透视和错