VisualApplets
基础与示例

物体的方向 定义为 [Bur06] 创建 HDR 图像：

利用二阶中心矩：

通过定义

质心为

且原点矩

对应于物体的面积。 式中 g(x,y) 为数字灰度图像的灰度函数。

物体的偏心率 e 可以通过 [Bur06] 进行计算

偏心率的结果范围在 0（圆形物体）到 1（细长物体）之间。

在 VisualApplets 中，设计通过输出原始图像以及几何属性（例如面积、重心、方向和物体的偏心率）来实现。您可以在 \examples\Processing\Geometry\ImageMoments\ImageMoments.va 下找到该示例。 计算时选择了 4 的 Parallelism。 在 图 324，“基本设计结构” 中显示了带有注释的设计结构。

通过矩（HierarchicalBox:）计算灰度图像的几何属性面积、重心、方向和偏心率 ImageMoments)。 这些属性附加到原始相机图像（AppendMomentsToImage). 在 图 325“ImageMoments 的内容” 中显示了 HierarchicalBox ImageMoments 的内容。原始矩 （对应于对象的面积） 和 以及重心 和中心矩 和 均根据上述公式实现。最后，根据这些结果计算图像对象的几何 Property 几何方向 （主轴方向和偏心率 $e$）。

在 图 326“HierarchicalBox orientation_theta 的内容” 和 图 327“HierarchicalBox eccentricity 的内容” 显示了 HierarchicalBoxes orientation_theta 和 eccentricity 的内容，并附带了对各个操作步骤的注释。方向 和偏心率 $e$ 是使用 根据 公式 24 和 公式 29中的值计算得出的。 为 ARCTAN 操作符的输入信号选择了 $R=7$ 的分辨率。

注释： 在实现 Θ 取向的过程中表明，将 ARCTAN 函数的最大输入信号限制为 12 位可能会对精度和分辨率的计算产生影响： 例如，分析了取向为 Θ = 44.07°（使用 MATLAB 矩实现的结果）的椭圆图像。 ARCTAN 函数的 25 位输入信号必须 限制为 12 位。当分辨率为 R = 8 位时，VisualApplets 中的实现结果为 41.43°；当 R = 7 位时 结果为 43.21°（小角度分辨率为 0.2°） ，当 R = 6 时为 44.07°（小角度分辨率为 0.45°）。结果表明，由于位深度限制，在高分辨率 （R = 8 位）下，最大计算角度小于 真实取向角。随着分辨率 R 的降低，大角度的计算结果 有所改善，但代价是在 小角度范围内精度变低。该问题可以通过使用 Lookup table 代替 ARC TAN 算子来解决。