圖像紋理分析的新方法及其應(yīng)用.pdf

1、紋理是模式識(shí)別領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)視覺領(lǐng)域中的重要研究?jī)?nèi)容，在科學(xué)研究領(lǐng)域和工程技術(shù)方面有著非常廣泛的應(yīng)用背景．盡管已有眾多學(xué)者在紋理分析方面做了大量的研究工作，并取得了許多研究成果，但紋理分析的研究仍然有許多問題等待研究人員的探索．目前，紋理分析研究面臨著三個(gè)重要的挑戰(zhàn)： 1)盡管紋理分析方法種類繁多，但至今還沒有一個(gè)特別有效的方法，在紋理分類方面取得令人滿意的性能，眾多的學(xué)者仍然在探索新的思路和途徑，試圖找到一個(gè)非常有效的紋理描述方

2、法． 2)盡管現(xiàn)實(shí)中的場(chǎng)景都是彩色的，但目前有關(guān)紋理的研究大部分都集中在灰度紋理領(lǐng)域．彩色紋理研究很少有人關(guān)注，目前對(duì)彩色紋理分析還處于探索階段，還沒有一個(gè)非常有效的彩色紋理描述方法． 3)紋理分析方法盡管在理論探索方面有很多成果，然而這些方法由于理論性較高，不容易被其他領(lǐng)域的研究人員以及工程技術(shù)人員所理解和接受，造成了很多方法不能夠成功地應(yīng)用到其他領(lǐng)域． 本文的研究工作主要針對(duì)紋理分析研究的這三個(gè)挑戰(zhàn)，試圖從新

3、的思路和新的途徑出發(fā)提出一個(gè)簡(jiǎn)單有效的紋理描述方法，并將這種方法拓展到彩色紋理描述，最后探索了該方法在科學(xué)研究領(lǐng)域和工程技術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用． 本文首先提出了一種稱為統(tǒng)計(jì)地形特征的紋理描述方法．統(tǒng)計(jì)地形特征利用圖像函數(shù)的圖信息來進(jìn)行紋理描述，圖像函數(shù)的圖在三維空間中所形成的曲面形狀象地形地貌，紋理分析問題可以通過地形地貌的描述和分析而得到解決．首先，統(tǒng)計(jì)地形特征用一個(gè)可變水平平面去切割圖像函數(shù)的圖可得到一些實(shí)體，然后，從這些實(shí)體的幾

4、何和拓?fù)鋵傩酝茖?dǎo)出六條特征曲線來描述紋理特征．在Brodatz和VisTex紋理集上的紋理分類比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，統(tǒng)計(jì)地形特征表現(xiàn)出了非常強(qiáng)的紋理描述能力，其紋理識(shí)別能力優(yōu)于常用的一些方法，例如自相關(guān)函數(shù)、邊界頻率、空間灰度依賴矩陣、Fourier變換、統(tǒng)計(jì)幾何特征和Gabor濾波器等．此外，統(tǒng)計(jì)地形特征具有較強(qiáng)的抗噪聲性能． 當(dāng)前文獻(xiàn)中的大部分彩色紋理分析方法，首先將彩色圖像轉(zhuǎn)化成若干幅偽灰度圖像，通常情況下，彩色圖像的幾個(gè)光譜

5、帶直接被當(dāng)作偽灰度圖像，然后將灰度紋理分析方法分別應(yīng)用到這些偽灰度圖像．這種直接把彩色圖像的幾個(gè)光譜帶當(dāng)作偽灰度圖像的方法并沒有很好的利用圖像的色度信息，彩色圖像原有的色度差在轉(zhuǎn)化的過程中發(fā)生了扭曲．本文提出了一種稱為主色彩的偽強(qiáng)度函數(shù)的色度分量轉(zhuǎn)化方法，很好的解決了這個(gè)問題，彩色圖像的主色彩偽強(qiáng)度圖像反映了彩色圖像中關(guān)于某種參考顏色的色度含量．彩色統(tǒng)計(jì)地形特征將彩色圖像中的色度分量通過主色彩偽強(qiáng)度函數(shù)轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的偽灰度圖像，將飽和度和

6、亮度分量直接轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的偽灰度圖像，然后對(duì)生成的3幅偽灰度圖像分別應(yīng)用統(tǒng)計(jì)地形特征紋理分析方法，這樣可以得到18條紋理特證曲線，彩色統(tǒng)計(jì)地形特征利用這18條特征曲線來描述彩色紋理． 最后，本文探索了所提出的統(tǒng)計(jì)地形特征紋理描述方法在科學(xué)研究領(lǐng)域和工程技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用．在科學(xué)研究領(lǐng)域，文中考慮了所提出的紋理分析方法在遙感影像分析和醫(yī)學(xué)圖像分析中的應(yīng)用，探索了統(tǒng)計(jì)地形特征在大型遙感影像庫(kù)瀏覽方面的應(yīng)用，以及在皮膚病圖像分類和超聲醫(yī)學(xué)圖