TAMURA TLF-204-MDS
TAMURA TAMURA
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2005.10
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图像纹理特征的分析方法研究
图像纹理特征的分析方法研究 黄晶，杨杰 武汉理工大学信息工程学院，武汉（430063） E-mail ：jinghuang1019@https://www.sodocs.net/doc/b88787203.html, 摘 要：本文重点介绍了几种借助纹理统计特征的分析方法，并对算法进行了比较。这些方 法包括：基于图像分形维数的特征分析，基于灰度共生矩阵的特征分析，基于灰度直方图的 特征提取。 关键词：分形维数，灰度共生矩阵，纹理特征 中图分类号：TP391 1．引言 虽然存在形形色色的图像纹理，并且人们进行纹理分析方面的工作已近半个世纪，但至 今还没有一个公认的确切的定义。纹理图像在局部区域内可能称不规则性，但在整体上则表 现出某种规律性，其灰度分布往往表现出某种周期性。 就其广义而言，纹理特征就是图像局部性质的统计，一个纹理图像可以看成一组独立的 同分布随机变量(,)W j k 经一空间算子()O ?作用而成的结果(,)F j k ，并用这些数字特征构 造图像的纹理特征。对纹理特征的提取方法可以分为统计法﹑构造法和频谱法。 2．纹理特征的分析方法 2.1 基于分形维数的特征分析 在分形理论中，最经典的理论是Hausdorff 维数[1]，它对分形的理论分析和理解都很重 要，但很难直接求取，在实际运用中更多的是盒维数，关联维数，自相似维数以及尺度维数， 本文选取的是盒维数中的差分盒维数。 差分盒维数算法是以盒维数算法为基础提出的一种简单、快速、精确的算法。将M M ×大小的图像分割成L L ×的子块，令r=L/M ，将图像视为一个三维空间中的一个表面 (,,(,))x y f x y ，其中(,)f x y 为图像(,)x y 位置处的灰度值。X ，Y 平面被分割成许多L L ×的网格。在每个网格上，是一列L L h ××的盒子，h 为单个盒子的高度。设总的灰度级为G 。 设在第(,)i j 网格中图像灰度的最小值和最大值分别落在第k 和第l 个盒子中，则： (,)1r n i j l k =?+ （1） 其中r n 是覆盖第(,)i j 网格中的图像所需的盒子数，因而可以求出覆盖整个图像所需的 盒子数r N ： ,(,)r r i j N n i j =∑ （2） 则其分形维数log()lim log(1/) r N D r = （3）基于分形维数的特征分析算法： （1）将原图转化为灰度图像； （2）以图像的任意像点(,,(,))i j f i j 为中心选取L L ×大小的窗口计算r n
图像特征提取总结
图像常见特征提取方法简介 常用的图像特征有颜色特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征。 一、颜色特征 （一）特点：颜色特征是一种全局特征,描述了图像或图像区域所对应的景物的表面性质。一般颜色特征是基于像素点的特征，此时所有属于图像或图像区域的像素都有各自的贡献。由于颜色对图像或图像区域的方向、大小等变化不敏感，所以颜色特征不能很好地捕捉图像中对象的局部特征。另外，仅使用颜色特征查询时，如果数据库很大，常会将许多不需要的图像也检索出来。颜色直方图是最常用的表达颜色特征的方法，其优点是不受图像旋转和平移变化的影响，进一步借助归一化还可不受图像尺度变化的影响，基缺点是没有表达出颜色空间分布的信息。 （二）常用的特征提取与匹配方法 （1）颜色直方图 其优点在于：它能简单描述一幅图像中颜色的全局分布，即不同色彩在整幅图像中所占的比例，特别适用于描述那些难以自动分割的图像和不需要考虑物体空间位置的图像。其缺点在于：它无法描述图像中颜色的局部分布及每种色彩所处的空间位置，即无法描述图像中的某一具体的对象或物体。 最常用的颜色空间：RGB颜色空间、HSV颜色空间。 颜色直方图特征匹配方法：直方图相交法、距离法、中心距法、参考颜色表法、累加颜色直方图法。 （2）颜色集 颜色直方图法是一种全局颜色特征提取与匹配方法，无法区分局部颜色信息。颜色集是对颜色直方图的一种近似首先将图像从RGB颜色空间转化成视觉均衡的颜色空间（如HSV 空间），并将颜色空间量化成若干个柄。然后，用色彩自动分割技术将图像分为若干区域，每个区域用量化颜色空间的某个颜色分量来索引，从而将图像表达为一个二进制的颜色索引集。在图像匹配中，比较不同图像颜色集之间的距离和色彩区域的空间关系 （3）颜色矩 这种方法的数学基础在于：图像中任何的颜色分布均可以用它的矩来表示。此外，由于颜色分布信息主要集中在低阶矩中，因此，仅采用颜色的一阶矩（mean）、二阶矩（variance）和三阶矩（skewness）就足以表达图像的颜色分布。 （4）颜色聚合向量 其核心思想是：将属于直方图每一个柄的像素分成两部分，如果该柄内的某些像素所占据的连续区域的面积大于给定的阈值，则该区域内的像素作为聚合像素，否则作为非聚合像素。（5）颜色相关图 二纹理特征 （一）特点：纹理特征也是一种全局特征，它也描述了图像或图像区域所对应景物的表面性质。但由于纹理只是一种物体表面的特性，并不能完全反映出物体的本质属性，所以仅仅利用纹理特征是无法获得高层次图像内容的。与颜色特征不同，纹理特征不是基于像素点的特征，它需要在包含多个像素点的区域中进行统计计算。在模式匹配中，这种区域性的特征具有较大的优越性，不会由于局部的偏差而无法匹配成功。作为一种统计特征，纹理特征常具有旋转不变性，并且对于噪声有较强的抵抗能力。但是，纹理特征也有其缺点，一个很明显的缺点是当图像的分辨率变化的时候，所计算出来的纹理可能会有较大偏差。另外，由于有可能受到光照、反射情况的影响，从2-D图像中反映出来的纹理不一定是3-D物体表面真实
图像纹理检测与特征提取技术研究综述
龙源期刊网 https://www.sodocs.net/doc/b88787203.html, 图像纹理检测与特征提取技术研究综述 作者：李秀怡 来源：《中国管理信息化》2017年第23期 [摘要] 图像纹理作为图像数据的重要信息，是符合人类视觉特征的重要信息之一。纹理 检测与特征提取是纹理分类与分割的基础前提，可以应用到医疗、工业、农业、天文等多个领域，也是近几十年来一个经久不衰的热点研究。随着图像处理领域各种技术的发展，纹理特征分析提取方法也得到不断创新。文章在对相关文献进行调研的基础上，叙述了纹理特征提取方法的发展历程及研究现状，并重点对近十年纹理特征提取方法进行了论述，最后指出了该领域的发展趋势及问题。 [关键词] 图像纹理；特征提取；小波；支持向量机 doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 23. 088 [中图分类号] TP311 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）23- 0175- 04 1 引言 随着大数据时代的到来，相对于一般数据，图像信息作为一种更直观更形象的数据表现形式，其应用已经深入到医学、工业、航空、农业等各行业领域中。而纹理作为图像的重要特征之一，可以充分反映图像的整体特征，因此也成为了诸多图像后处理技术所必备的研究条件。但是，纹理的复杂多样性使得研究者们对其分析和准确识别是非常困难。而解决这个困难的方法之一是对图像提取纹理，然后对提取的纹理进行分析研究。这也是模式识别、图像检索、和计算机视觉等研究的基础。在纹理研究的每个阶段内，随着国内外学者研究对图像纹理提取模型及算法的不断创新，以及纹理提取的广泛的应用价值，促使着大家对这一领域进行更深入的研究。 2 纹理的基本定义及特性 目前，人们对纹理的精确定义还没有完全统一，当前几个类别的定义基本上按不同的应用类型形成相对的定义。一般认为，纹理是图像色彩或者灰度在空间上的重复或变化形成纹理。通常，人们将组成纹理的基本单元称为纹理基元或纹元（texture element）。 尽管关于纹理的定义尚未统一，但人们对纹理信息所具有的如下特性达成共识： （1）纹理基元是纹理存在的基本元素，并一定是按照某种规律排列组合形成纹理；（2）纹理信息具有局部显著性，通常可以表现为纹理基元序列在一定的局部空间重复出现；（3）纹理有周期性、方向性、密度、强度和粗糙程度等基本特征，而与人类视觉特征相一致的周期
纹理_结构特征分析
实验2_纹理_结构特征分析 一、实验目的 加深对SAR影像纹理、结构特征及相关概念的理解，能编程实现SAR影像纹理、结构特征的统计分析。 二、实验软件 Matlab 三、实验数据 德国TerraSAR卫星获取的成都市部分SAR影像sar_cd01.tif及从中裁剪的两部分影像sar_cd01_1.tif、sar_cd01_2.tif。 四、实验内容及步骤 1. 基于Matlab，编写统计分析影像纹理特征和结构特征的程序； 1.1编写纹理特征程序 1）纹理特征主程序CTFmain： 依次实现的功能为：a打开并读取影像文件；b获取灰度影像；c扩展原始数据；d统计纹理特征频次；e对纹理特征频次排序并得到原始编码索引；f要求用户输入纹理特征分类个数目；g对纹理特征分类并得到类别编码对原始编码的索引；h生成纹理特征图。 function im=CTFmain % 选择影像文件 [fn,pn]=uigetfile({'*.jpg;*.tif;*.png;*.gif',... 'All Image Files(*.jpg,*.tif,*.png,*.gif)'; ... '*.fig','Figures(*.fig)';'*.*','All Files' },... '请选择影像文件'); if fn~=0 % 添加当前路径 addpath(pn); % 读取影像文件 dat=imread(fn); % 取出起始时间 t1=clock; % 获取灰度影像
data0=GetGMap(dat); fprintf('%s\n','灰度影像生成完毕！'); % 扩展原始数据矩阵data0为data data=EnlargeMat(data0,1,1); fprintf('%s\n','影像数据扩展完毕！'); % 统计每种纹理特征向量出现的频数，得到纹理特征查询矩阵stvm和原始编码图codm [stvm,codm]=StatTVm(data); fprintf('%s\n','纹理特征统计完毕！'); % 对各种纹理特征向量频数由大到小排序，得到排序后的纹理特征原始编码索引 id0=SortGetId0(stvm); % 取出终了时间 t2=clock; % 显示程序运行时间 fprintf('%s%.1f%s\n','该阶段运行时间：',etime(t2,t1),'s'); % 提示用户输入纹理特征分类数目 n=input('请根据统计数据输入纹理特征类别的数目n [10]:'); if isempty(n) n=10; end % 取出起始时间 t1=clock; % 合并相似的纹理特征，得到频次和类别编码索引fid以及原始编码和类别编码索引iid [fid,iid]=IcprtTF(stvm,id0,n); fprintf('%s\n','特征类别编码完毕！'); % 生成纹理特征图 im=CreatIM(codm,fid,iid); fprintf('%s\n','纹理特征图生成完毕！'); % 取出终了时间 t2=clock; % 显示程序运行时间 fprintf('%s%.1f%s\n','该阶段运行时间：',etime(t2,t1),'s'); % 显示纹理特征图 imshow(im,[min(min(im)),max(max(im))]); else error('您没有选择影像文件！'); end end 2）获取灰度图像子程序GetGMap： 实现了根据输入数据结构采用相应算法得到灰度图像的功能，即：a如果是单层影像数据，直接认为是灰度图像，有data0 = dat；b如果是3层影像数据，采用gray = 0.299*r+0.587*g+0.114*b公式计算出灰度图像：c如果是多余3层的影像数据，采用所有数据层平均的方法得到灰度图像。
纹理特征研究综述_sup_①__sup_ (1)
纹理特征研究综述① 孙君顶马媛媛(河南理工大学计算机科学与技术学院河南焦作 454000) 摘要：纹理广泛存在于自然界中，是所有物体表面所共有的内在特性，研究纹理有着重要的理论和应用价值。 从纹理定义及分类两个方面，回顾了纹理特征研究的发展历程，分析了有关纹理的研究成果，并重点 对纹理分析方法进行了较为全面的综述，最后给出了纹理研究的几个热点应用领域。 关键词：纹理；纹理定义；研究成果；纹理分析方法；应用领域 Summary of Texture Feature Researc h SUN Jun-Ding, MA Yuan-Yuan (School of Computer Science and Technology, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China) Abstract: Texture exists widely in nature and it denotes the inherent characteristics of the objects. It is very important to study texture in theory and application. This paper reviews and analyzes the research development, research results and analysis methods of texture features in detail. Finally some hot applications of texture research are given. Keywords: texture; texture definition; the research results; texture analysis method; fields of application 纹理是一种不依赖于颜色或亮度变化的反映图像中同质现象的视觉特征，刻画了图像像素邻域灰度空间分布的规律。它是所有物体表面都具有的内在特性，不同物体具有不同的纹理，如云彩，树木，砖，织物等都有各自的纹理特征。纹理特征包含了物体表面结构组织排列的重要信息以及它们与周围环境的联系，人类的视觉系统对外部世界的感知有赖于物体所表现出的纹理特征。纹理分析则是计算机视觉和数字图像处理中的一个重要的研究课题，而如何获得其中的纹理特征是其中的重要环节。 纹理特征研究有着重要的理论和应用价值，一直是人们研究的热点，各种纹理分析方法层出不穷。在大量的文献阅读研究的基础上，本文回顾了纹理特征研究的发展历程，分析了其研究成果，最后给出了纹理研究的应用领域。 1 纹理的定义 由于纹理基元及其分布形态复杂多样，人们对纹理的感觉和心里效果相结合，很难用语言文字来描述。尽管人们能很轻松地识别纹理，但对纹理很难有一个确切的定义。一般将组成纹理的基本元素称为纹理基元或纹元。 Coggins收集了计算机视觉领域中一些经典的纹理定义[1]： 1) 纹理可以被认为是由肉眼可见的区域组成。纹理结构的简单特征是有重复图案的组成，在这些图案中的图元按一定的布局规则排列。 2) 如果图像的一组局部统计特征或者其他特征是不变的，变化缓慢的或者近似周期的，那么就认为图像区域含有不变的纹理。 Castleman等人认为[2]：纹理是一种反映图像中一块区域的像素灰度级的空间分布属性，这种空间结构的固有属性可以通过邻域像素间的相关性刻画。 以上对纹理的描述已慢慢地被广大学者接受和应用。对纹理的认识或定义决定了纹理特征提取采用的方法，由于对纹理的定义不统一，一方面使纹理分析 ①基金项目:河南省国际合作项目(084300510065);河南省控制工程重点学科开放实验室开放课题基金(KG2009-14);河南省教育厅自然科学基础 研究基金(2008B520015,2009B520013);河南理工大学博士基金(B050901);河南理工大学骨干教师资助基金收稿时间:2009-10-12;收到修改稿时间:2009-11-19
图像处理和识别中的纹理特征和模型
纹理特征和模型 １，基于纹理谱的纹理特征 图像纹理分析中，最重要的问题是提取能够描述纹理的特征信息；这些特征可被用来分类和描述不同的纹理图像。在实际中常用到的方法有结构法和统计法；本文提出一种新的统计方法，每个纹理单元表征该位置及其领域象素的特征，整幅图像的纹理特征用纹理谱来表征，用这种方法进行分析较为简单。 定义纹理谱：纹理单元的频率分布。 基于纹理频谱的纹理特征： 3×３领域：权重： original reference calculate by myself （1）、黑白对称性 ()(3281) 1*100 () s i S i BWS S i ?? -+ ?? ?? =- ?? ?? ?? ∑ ∑ 反映频谱的对称性，不随纹理单元中起始计数位置的不同而不同。 （2）、几何对称性 ()4() 1 1*100 4 2*() Sj i Sj i GS Sj i ?? -+ ?? ?? =- ?? ?? ?? ∑ ∑ ∑ 反映图像旋转180度后，纹理谱的相似性； （3）、方向度
()()11*10062*()Sm i Sn i DD Sm i ?? -?? ??=-?????? ∑∑ ∑ 反映线性结构的角度。大的DD 说明纹理谱对图像的方向模式较为敏感；即图 像中有线性机构纹理单元存在。 以上三个特征都是图像的几何特征，可描述原始图像的宏观纹理；下面介绍几个描述图像微观纹理的特征。 （4）、方向特征 微观水平结构特征： ()*()MHS S i HM i =∑ ()(,,)*(,,)HM i P a b c P f g h = 同样，我们可以得到其它方向的方向纹理特征MVS ，MDS1，MDS2 （5）中心对称性 2()*[()]CS S i K i =∑ ２．常用统计特征： 把图像看成是一个二维随机过程的一次实现，可得到图像的直方图、均值、方差、偏度、峰度、能量、墒、自相关、协方差、惯性矩、绝对值、反差分等特征量。常用来描述纹理的统计特征的技术有子相关函数、功率谱、正交变换、灰度级同时事件、灰度级行程长、灰度级差分、滤波模板、相对极值密度、离散马尔可夫随机场模型、自回归模型、同时自回归模型等。 原图： １、２、３、４阶矩
Gabor纹理特征
利用Gabor滤波器组提取图像纹理特征 本部分将包含以下四个方面：纹理特征提取方法综述、Gabor滤波器简介、Gabor滤波器组实现纹理特征提取的步骤与实现、存在的问题与改进策略。 1、纹理特征提取方法综述[1] 纹理没有准确的定义，但对纹理认识的共识是：①纹理不同于灰度和颜色等图像特征，它通过像素及其周围空间邻域的灰度分布来表现，即局部纹理信息；②局部纹理信息不同程度的重复性，即全局纹理信息。 按照纹理特征提取方法所基于的基础理论和研究思路的不同，并借鉴非常流行的Tuceryan和Jain的分类方法，将纹理特征提取方法分为四大家族：统计家族、模型家族、信号处理家族和结构家族。 统计家族的方法是基于像元及其邻域的灰度属性，研究纹理区域中的统计特性，或像元及其邻域内的灰度的一阶、二阶或高阶统计特性；在模型家族中，假设纹理是以某种参数控制的分布模型方式形成的，从纹理图像的实现来估计计算模型参数，以参数为特征或采用某种分类策略进行图像分割，因此模型参数的估计是该家族方法的核心问题；信号处理的方法是建立在时、频分析与多尺度分析基础之上，对纹理图像中某个区域内实行某种变换后，再提取保持相对平稳的特征值，以此特征值作为特征表示区域内的一致性以及区域间的相异性；结构家族的方法基于“纹理基元”分析纹理特征，着力找出纹理基元，认为纹理由许多纹理基元构成，不同类型的纹理基元、不同的方向及数目等，决定了纹理的表现形式。信号处理家族的方法从变换域提取纹理特征，其他3个家族直接从图像域提取纹理特征。各个家族的方法既有区别，又有联系。 利用Gabor滤波器组提取图像纹理特征，如图所示，可以归结为信号处理家族中小波方法的一个分支。
图像纹理特征总体描述
图像纹理特征总体简述 纹理是一种反映图像中同质现象的视觉特征，它体现了物体表面的具有缓慢变化或者周期性变化的表面结构组织排列属性。纹理具有三大标志： ?某种局部序列性不断重复； ?非随机排列； ?纹理区域内大致为均匀的统一体； 不同于灰度、颜色等图像特征，纹理通过像素及其周围空间邻域的灰度分布来表现，即局部纹理信息。另外，局部纹理信息不同程度上的重复性，就是全局纹理信息。 纹理特征体现全局特征的性质的同时，它也描述了图像或图像区域所对应景物的表面性质。但由于纹理只是一种物体表面的特性，并不能完全反映出物体的本质属性，所以仅仅利用纹理特征是无法获得高层次图像内容的。与颜色特征不同，纹理特征不是基于像素点的特征，它需要在包含多个像素点的区域中进行统计计算。在模式匹配中，这种区域性的特征具有较大的优越性，不会由于局部的偏差而无法匹配成功。 在检索具有粗细、疏密等方面较大差别的纹理图像时，利用纹理特征是一种有效的方法。但当纹理之间的粗细、疏密等易于分辨的信息之间相差不大的时候，通常的纹理特征很难准确地反映出人的视觉感觉不同的纹理之间的差别。例如，水中的倒影，光滑的金属面互相反射造成的影响等都会导致纹理的变化。由于这些不是物体本身的特性，因而将纹理信息应用于检索时，有时这些虚假的纹理会对检索造成“误导”。
一. 纹理特征的特点 ?优点： ?包含多个像素点的区域中进行统计计算； ?常具有旋转不变性； ?对于噪声有较强的抵抗能力； ?缺点： ?当图像的分辨率变化的时候，所计算出来的纹理可能会有较大偏差； ?有可能受到光照、反射情况的影响； ?从2-D图像中反映出来的纹理不一定是3-D物体表面真实的纹理； 二. 纹理特征分类 1. 基本说明
纹理特征
纹理特征 纹理是指存在于图像中某一范围内的形状很小的、半周期性或有规律地排列的图案。在图像判读中使用纹理表示图像的均匀、细致、粗糙等现象。纹理是图像处理和模式识别的主要特征之一。纹理特征是指图像灰度等级的变化，这种变化是与空间统计相关的。图像的纹理特征反应了图像本身的属性，有助于图像的区分。一般的图片都具有丰富、稳定的纹理特征，且利用统计方法方法提取图像的纹理特征具有计算量小的特点。 a.统计法 a)灰度共生矩阵 假定，在一幅图像中规定了一个方向（水平的、垂直的等）和一个距离（一个象素，两个象素等）。那么该物体的共生矩阵P 的第（i,j ）个元素值等于灰度级i 和j 在物体内沿该方向相距该指定距离的两个像素上同时出现的次数，除以M ，其中M 是对P 有贡献的像素对的总数。矩阵P 是N ×N 的，其中N 为灰度阴影级的划分数目。 各个共生矩阵可以通过对距离和方向的各个组合来定义。对矩阵有贡献的像素对的总数M ，比物体内部像素的个数少，而且这个数目随着距离的增加逐渐减少。因此，小物体的矩阵会相当稀疏。由于这个原因，灰度级划分N 常常被减少，例如从256级到8级，以便于共生矩阵的计算。 在水平方向上的共生矩阵，如果考虑当前像素的左右方向上的像素，则称为对称共生矩阵，如果只考虑当前像素的右或左方向上的像素，则称为非对称共生矩阵。 例如，设一幅图像的大小为M ×N ，灰度级为L ，G ＝{0,1,2……., L-1}，f(x,y)是坐标(x,y)处像素的灰度级，一幅图像的一个共生矩阵是一个L ×L 矩阵L L ij t T *][，T 中的元素是图像灰度的空间关系，以及按特定方式表示的两灰度间变化的次数。 我们只考虑水平方向的共生矩阵，则对称共生矩阵的定义如下： ∑∑=== M i N j ij k l t 00 ),(δ (3-2) 式中 ?? ?=-==+=j k l f i k l f j k l f i k l f )1,(,),()1,(,),( ;1),(=k l δ (3-3) 否则 0),(=k l δ (3-4) 当只考虑水平方向的右边的像素，则非对称共生矩阵的定义如下： j k l f i k l f =+=)1,(,),( ;1),(=k l δ (3-5) 否则 ;0),(=k l δ (3-6) 我们得到从灰度级i 到j 变化的概率如下：
图像纹理特征提取方法
安徽大学 本科毕业论文（设计、创作） 题目：图像纹理特征提取方法研究 学生姓名：朱邵成学号：Z01114175 院（系）：电气工程与自动化学院专业：自动化 入学时间：2011年9月 导师姓名：寻丽娜职称/学位：讲师/博士 导师所在单位：安徽大学电气工程与自动化学院 完成时间：2015年5月
图像纹理特征提取方法研究 摘要 近年来，随着信息多媒体时代的到来，以及网络在世界范围内的日益流行、云计算的风行，人们在日常生活工作接触的信息量越来越大。图像作为信息的一种载体，具有直观、信息量大、便于不同国家间交流的特点，是网络多媒体的重要组成部分。基于文本的图像检索是基于内容图像检索的基础，用人工方式解释图像信息，其工作量我们难以想象，可行性也值得商榷。因此CBIR方法有效解决了这一个难题。基于内容的图像检索（CBIR）包括四个阶段，分别是：获取图像、提取特征、分类图像、检索图像。图像检索主要是一个核心问题：选取何种算法提取哪一种图像特征，快速有效的进行图像的区分与检测。纹理特征的提取是 CBIR 的关键问题之一，本论文也是基于图像纹理特征的提取为基础。首先，本文使用基于纹理基元的共生矩阵分析方法，用来提取纹理特征向量。此方法中，采用局部二进制模式(Local Binary Pattern，LBP)来进行图像的基本纹理基元的提取，并用灰度共生矩阵(Gray Level Co．occurrence Matrix，GLCM)中共生矩阵的分析方法来对纹理基元图像进行分析。其次文中深入研究了基于灰度共生矩阵( GLCM) 的纹理特征提取方法，给出了基于 Matlab 的简便实现代码，分析了共生矩阵各个构造参数对构造共生矩阵的影响。分析结果对优化灰度共生矩阵的构造、实现基于灰度共生矩阵( GLCM) 的特定图像的纹理特征提取等都具有重要参考意义。 关键词：纹理特征；灰度共生矩阵；基于内容的图像检索；Matlab
(完整版)图像特征特点及常用的特征提取与匹配方法
图像特征特点及常用的特征提取与匹配方法 常用的图像特征有颜色特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征。 一颜色特征 （一）特点：颜色特征是一种全局特征,描述了图像或图像区域所对应的景物的表面性质。一般颜色特征是基于像素点的特征，此时所有属于图像或图像区域的像素都有各自的贡献。由于颜色对图像或图像区域的方向、大小等变化不敏感，所以颜色特征不能很好地捕捉图像中对象的局部特征。另外，仅使用颜色特征查询时，如果数据库很大，常会将许多不需要的图像也检索出来。颜色直方图是最常用的表达颜色特征的方法，其优点是不受图像旋转和平移变化的影响，进一步借助归一化还可不受图像尺度变化的影响，基缺点是没有表达出颜色空间分布的信息。 （二）常用的特征提取与匹配方法 （1） 颜色直方图 其优点在于：它能简单描述一幅图像中颜色的全局分布，即不同色彩在整幅图像中所占的比例，特别适用于描述那些难以自动分割的图像和不需要考虑物体空间位置的图像。其缺点在于：它无法描述图像中颜色的局部分布及每种色彩所处的空间位置，即无法描述图像中的某一具体的对象或物体。 最常用的颜色空间：RGB颜色空间、HSV颜色空间。 颜色直方图特征匹配方法：直方图相交法、距离法、中心距法、参考颜色表法、累加颜色直方图法。 （2） 颜色集 颜色直方图法是一种全局颜色特征提取与匹配方法，无法区分局部颜色信息。颜色集是对颜色直方图的一种近似首先将图像从RGB颜色空间转化成视觉均衡 的颜色空间（如HSV 空间），并将颜色空间量化成若干个柄。然后，用色彩自动分割技术将图像分为若干区域，每个区域用量化颜色空间的某个颜色分量来索引，从而将图像表达为一个二进制的颜色索引集。在图像匹配中，比较不同图像颜色集之间的距离和色彩区域的空间关系 （3） 颜色矩
图像纹理特征提取方法
图像纹理特征提取方法
安徽大学 本科毕业论文（设计、创作） 题目：图像纹理特征提取方法研究 学生姓名：朱邵成学号：Z01114175 院（系）：电气工程与自动化学院专业：自动化 入学时间：2011年9月 导师姓名：寻丽娜职称/学位：讲师/博士 导师所在单位：安徽大学电气工程与自动化学院 完成时间：2015年5月
图像纹理特征提取方法研究 摘要 近年来，随着信息多媒体时代的到来，以及网络在世界范围内的日益流行、云计算的风行，人们在日常生活工作接触的信息量越来越大。图像作为信息的一种载体，具有直观、信息量大、便于不同国家间交流的特点，是网络多媒体的重要组成部分。基于文本的图像检索是基于内容图像检索的基础，用人工方式解释图像信息，其工作量我们难以想象，可行性也值得商榷。因此CBIR方法有效解决了这一个难题。基于内容的图像检索（CBIR）包括四个阶段，分别是：获取图像、提取特征、分类图像、检索图像。图像检索主要是一个核心问题：选取何种算法提取哪一种图像特征，快速有效的进行图像的区分与检测。纹理特征的提取是 CBIR 的关键问题之一，本论文也是基于图像纹理特征的提取为基础。首先，本文使用基于纹理基元的共生矩阵分析方法，用来提取纹理特征向量。此方法中，采用局部二进制模式(Local Binary Pattern，LBP)来进行图像的基本纹理基元的提取，并用灰度共生矩阵(Gray Level Co．occurrence Matrix，GLCM)中共生矩阵的分析方法来对纹理基元图像进行分析。其次文中深入研究了基于灰度共生矩阵( GLCM) 的纹理特征提取方法，给出了基于 Matlab 的简便实现代码，分析了共生矩阵各个构造参数对构造共生矩阵的影响。分析结果对优化灰度共生矩阵的构造、实现基于灰度共生矩阵( GLCM) 的特定图像的纹理特征提取等都具有重要参考意义。 关键词：纹理特征；灰度共生矩阵；基于内容的图像检索；Matlab
图像纹理特征的综合介绍
图像纹理特征提取方法简介 一：纹理特征提取 图像纹理是一种重要的视觉手段，是图像中普遍存在而又难以描述的特征。纹理分析技术一直是计算机视觉、图像处理、图像检索等的活跃研究领域。纹理分析作为诸如上述应用的基础性研究领域之一，其研究内容主要包括：纹理分类和分割、纹理合成、纹理检索和由纹理恢复形状。这些研究内容的一个最基本的问题是纹理特征提取，纹理的微观异构性，复杂性以及应用的广泛性和概念的不明确性给纹理研究带来很大挑战。 纹理特征提取的目标是：提取的纹理特征维数不大、鉴别能力强、稳健性好，提取过程计算量小，能够指导实际运用。 纹理的定义一直为人们所关注，但是图像纹理定义问题至今没有得到圆满的解决，仍然不存在为众人所公认的定义。其中的共识是一：纹理不同于灰度和颜色等图像特征，它通过像素及其周围空间邻域的灰度分布来表现，即局部纹理信息；二：局部纹理信息不同程度的重复性，即全局纹理信息。
二：发展与现状 1966年，Brodatz给出了很多纹理图像的例子，即所谓的Brodatz纹理库，成为后来人们研究纹理的重要来源。 1973年，Haralic对纹理的分析和理解以及提出的纹理特征提取方法，为后续的问题研究提供了理论支持和技术积累。Haralic 开创性的提出著名的GLCM，它在纹理分析中是一个很好的方法，广泛用于将灰度值转化为纹理信息。 GLCM算法是建立在估计图像的二阶组合条件概率密度基础上的，GLCM是描述两个像元在一定角度上，距离上分别具有灰度层i和j的出现概率，显然GLCM是一个对称矩阵，是距离和角度的函数，其阶数由图像中的灰度级决定，由GLCM能够导出14种纹理特征。尽管由GLCM提取的纹理特征具有较好的鉴别能力，但是这个方法在计算上是昂贵的，尤其是对于像素级的纹理分类更是应用有限。首先计算GLCM很耗时，再者需要提取14个纹理特征，其所需时间可想而知。
纹理特征
第一章绪论 1.1研究背景 随着计算机技术的迅速发展以及机器视觉系统在通信、宇宙探测、遥感、生物医学等领域的应用，纹理图像分析技术越来越成为视觉领域研究的热点话题。在日常生活中，图像随处可见，我们所接受的所有信息的80%是来自视觉信息，可见图像信息在我们日常生活中的重要性。图像的特征主要包括颜色特征、纹理特征和形状特征。相比于颜色特征和形状特征，图像的纹理特征包含了图像的许多信息，通过对其分析可以得到更好的宏观和微观信息，所以在图像分析中，纹理的特征分析越来越受到人们青睐。因此，越来越多的国内外学者致力于图像纹理特征提取的研究。 纹理特征提取技术作为数字图像处理领域中的一种新的应用，在军事、医学和计算机科学等众多领域，都广泛地采用了这一技术。 (1). 无人飞行器的自主导航与定位 利用存放在飞行器上的参考图像，与其在飞行过程中获得的下视或前下视、图像进行比较，从而判断无人飞行器的当前位置，确定其飞行方向和位置上的偏差[1-3]。 （2）遥感测量 从20世纪90年代以来，随着遥感技术的提高，高分辨率的遥感影像越来越多，遥感可以在较小的空间范围内观察地表的细节变化，进行大比例尺遥感制图、提取高精度的地理信息、监测人为活动对环境的影响等。借助对遥感图像的纹理分析、提取影响的纹理特征，可以推进影响解译的自动化[1]。在遥感图像中,不同地形地貌对应着遥感图像中不同的纹理图像，平原、山地、丘陵、村庄、水域、田地等不同地貌可以通过纹理区分开来。 （3）医疗辅助诊断
从严格意义上说，在引入线代医疗仪器前，医学基本上不能称为科、学。传的医疗诊断靠的是经验。事实上即使在今天中医也基本上依靠经验。这样就带来了两方面的问题，一是医生的训练无法科学化，而是诊断的结果加入了较多的人为因素。现代医疗仪器的使用在一定程度上解决了这两方面的问题，但仪器除了直接提供数据外，几乎不能进行任何自动分析工作，很多仪器如X-光机、CT、B 超、各种显微诊断设备等提供的都是图像，这样诊断的结论又一次依赖于读者经验。采用特征提取技术，对人体器官的医学图像进行病灶定位与分析，就能为了解器官和组织的构成与病变情况提供准确的依据，这在早期疾病诊断方面起到了非常重要的作用[4]。 （4）目标识别与自动检测 目标识别是在被测图像中找到感兴趣目标。图像中的目标，由于图像拍摄的视角和光照环境不同，目标具有不同的尺寸和位置，通过训练集中提取的特征集合被测图像中的目标特征提取，可以自动辨识出感兴趣的目标物体。随着计算机和电子技术的飞速发展，机器视觉检测系统渗入了社会生产生活的各个领域。在现代自动化生产过程中，基于图像纹理分析的自动检测系统在工况监视、成品检验和质量控制中有着广泛的应用；在农产品精细加工领域，基于图像处理的食品生产过程的全程质量监控改变了传统生产模式，提高了食品的安全性和产品质量；在智能交通领域，远程监控系统提高了交通运输的效率和管理的效能；在社会公共安全领域，图像分析系统成功地运用于森林火灾监控、安检等。 （5）工业测量、探伤检测 通过现场获取的视频，判断在输入的序列图像中是否存在工件损伤、感兴趣的特定物体以及工件是否到位。通常实现这些控制的方法也是特征提取[5]。 1.2 研究现状与发展趋势 1.2.1 研究现状
颜色、形状、纹理特征提取算法及应用wtt
一、颜色特征 1 颜色空间 1.1 RGB 颜色空间 是一种根据人眼对不同波长的红、绿、蓝光做出锥状体细胞的敏感度描述的基 础彩色模式,R 、G 、B 分别为图像红、绿、蓝的亮度值,大小限定在 0～1 或者在 0～255。 1.2 HIS 颜色空间 是指颜色的色调、亮度和饱和度,H 表示色调,描述颜色的属性,如黄、红、绿, 用角度 0～360度来表示;S 是饱和度,即纯色程度的量度,反映彩色的浓淡,如深 红、浅红,大小限定在 0～1;I 是亮度,反映可见光对人眼刺激的程度,它表征彩色 各波长的总能量,大小限定在 0～1。 1.3 HSV 颜色模型 HSV 颜色模型依据人类对于色泽、 明暗和色调的直观感觉来定义颜色, 其中H (Hue)代表色度, S (Saturat i on)代表色饱和度,V (V alue)代表亮度, 该颜色系统比 RGB 系统更接近于人们的经验和对彩色的感知, 因而被广泛应用于计算机视 觉领域。 已知RGB 颜色模型, 令M A X = max {R , G , B },M IN =m in{R , G ,B }, 分别 为RGB 颜色模型中R 、 G 、 B 三分量的最大和最小值, RGB 颜色模型到HSV 颜色模型的转换公式为: S =(M A X - M IN)/M A X H =60*(G- B)/(M A X - M IN) R = M A X 120+ 60*(B – R)/(M A X - M IN) G= M A X 240+ 60*(R – G)/(M A X - M IN) B = M A X V = M A X 2 颜色特征提取算法 2.1 一般直方图法 颜色直方图是最基本的颜色特征表示方法,它反映的是图像中颜色的组成分布,即 出现了哪些颜色以及各种颜色出现的概率。其函数表达式如下: H(k)= k n N (k=0,1,…,L-1) (1) 其中,k 代表图像的特征取值,L 是特征可取值的个数, k n 是图像中具有特征值 为 k 的象素的个数,N 是图像象素的总数。由上式可见,颜色直方图所描述的是 不同色彩在整幅图像中所占的比例,无法描述图像中的对象或物体,但是由于直方 图相对于图像以观察轴为轴心的旋转以及幅度不大的平移和缩放等几何变换是 不敏感的,而且对于图像质量的变化也不甚敏感,所以它特别适合描述那些难以进 行自动分割的图像和不需要考虑物体空间位置的图像。
纹理特征提取方法
纹理xx方法 发展 1973年，Haralick在利用陆地卫星图像研究美国加利福尼亚海岸带的土地利用问题时，开创性地提出著名的GLCM，它在纹理分析中是一个很好的方法，广泛用于将灰度值转化为纹理信息。此外，这个阶段出现的方法主要还有灰度行程长度法、灰度差分统计法，自回归模型法等，这些方法在纹理分类中有一定效果，但是这些方法的后继研究很少，在实际应用中也较少采用 从20世纪80年代以来，MRF理论在纹理分析中掀起一阵热潮..，为纹理特征提取找到了一个新的方向，尔后相继出现了MRF模型、Gibbs模型、高斯马尔可夫随机场(GMRF)模型、同步自回归模型(SAR)、隐马尔可夫随机场模型(HMRF)、广义MRF模型和多分辨率MRF等等。同时，分形理论也为提取纹理特征注入了新的活力。1984年，Pentland等人在这方面做了开创性的工作，指出分形模型非常适用于描述纹理图像。后来更多学者将分形用于纹理分类，以分数维来描述图像区域的纹理特征。其中引人瞩目的是Chaudhuri和Sarker提出了差分计盒算法，这是一种简单、快速、精度高的分形维数计算方法。也是目前用得较多的一种方法。随后，Kapan等提出了非常吸引人的扩展分形特征。 90年代以后随着小波理论的发展，小波在纹理特征提取中的应用也不断发展。 近年来，较引人瞩目的是ojala等于2002年提出的局部二进制模式(LBP)，该方法分析纹理的吸引人的地方在于其计算复杂度小，具有多尺度特性和旋转不变特性，在纹理检索领域得到应用。 纹理是图像分析中常用的概念，指的是图像像素的灰度或者颜色的某种变化。 纹理特征，这里指得是利用计算机技术从数字图像中计算出来的可以定量描述人对纹理的定性的感知的某些参数，它对区域内部灰度变化或者色彩变化的某种规律进行量化，这些纹理特征能够尽可能地缩小纹理的类内差距，同时尽可能增大纹理的类间差距
图像特征
常用的图像特征有颜色特征、纹理特征、形状特征、空间关系特征。 一颜色特征 （一）特点：颜色特征是一种全局特征,描述了图像或图像区域所对应的景物的表面性质。一般颜色特征是基于像素点的特征，此时所有属于图像或图像区域的像素都有各自的贡献。由于颜色对图像或图像区域的方向、大小等变化不敏感，所以颜色特征不能很好地捕捉图像中对象的局部特征。另外，仅使用颜色特征查询时，如果数据库很大，常会将许多不需要的图像也检索出来。颜色直方图是最常用的表达颜色特征的方法，其优点是不受图像旋转和平移变化的影响，进一步借助归一化还可不受图像尺度变化的影响，基缺点是没有表达出颜色空间分布的信息。 （二）常用的特征提取与匹配方法 （1）颜色直方图 其优点在于：它能简单描述一幅图像中颜色的全局分布，即不同色彩在整幅图像中所占的比例，特别适用于描述那些难以自动分割的图像和不需要考虑物体空间位置的图像。其缺点在于：它无法描述图像中颜色的局部分布及每种色彩所处的空间位置，即无法描述图像中的某一具体的对象或物体。 最常用的颜色空间：RGB颜色空间、HSV颜色空间。 颜色直方图特征匹配方法：直方图相交法、距离法、中心距法、参考颜色表法、累加颜色直方图法。 （2）颜色集 颜色直方图法是一种全局颜色特征提取与匹配方法，无法区分局部颜色信息。颜色集是对颜色直方图的一种近似首先将图像从RGB颜色空间转化成视觉均衡的颜色空间（如HSV 空间），并将颜色空间量化成若干个柄。然后，用色彩自动分割技术将图像分为若干区域，每个区域用量化颜色空间的某个颜色分量来索引，从而将图像表达为一个二进制的颜色索引集。在图像匹配中，比较不同图像颜色集之间的距离和色彩区域的空间关系 （3）颜色矩 这种方法的数学基础在于：图像中任何的颜色分布均可以用它的矩来表示。此外，由于颜色分布信息主要集中在低阶矩中，因此，仅采用颜色的一阶矩（mean）、二阶矩（variance）和三阶矩（skewness）就足以表达图像的颜色分布。 （4）颜色聚合向量 其核心思想是：将属于直方图每一个柄的像素分成两部分，如果该柄内的某些像素所占据的连续区域的面积大于给定的阈值，则该区域内的像素作为聚合像素，否则作为非聚合像素。