[發(fā)明專利]基于窗口間平均差異的直方圖相似性度量方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710042916.3
• 申請日: 2007-06-28
• 公開（公告）號: CN101082987A
• 公開（公告）日: 2007-12-05
• 發(fā)明（設計）人: 汪源源;馬煜;顧曉東
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發(fā)明屬于圖像分析技術領域，具體涉及一種基于窗口間平均差異的直方圖相似性度量方 法。

技術背景

直方圖是數字圖像的重要特征之一，反映一幅圖像(或其中一部分區(qū)域)的灰度、顏色、紋 理等特性的總體分布信息。直方圖特征被廣泛應用于圖像檢索、目標跟蹤等方面[1][2]。具體 應用中，兩幅直方圖之間的相似性是非常重要的評價標準。已有的直方圖相似性度量主要是基 于兩幅直方圖之間的歐氏距離或變換后的一些距離標準，如L₁距離、L_p距離、χ²距離等。這 些方法在評價直方圖相似性時，都是通過計算兩個直方圖對應位置處的值作為標準的，計算較 簡單，但是對直方圖有一定形變(偏移、壓縮、拉伸等)的情況，例如圖像受噪聲、光照變化等 因素影響，有些就不能很好地反映其相似性。采用這些度量標準時，一幅圖像與其受一定噪聲、 光照影響后的圖像之間的直方圖相似性可能會明顯小于這幅圖像與另一幅不相關的圖像之間 的直方圖相似性，這在具體應用中是非常不利的。一些改進的方法如累加直方圖的L₁距離等 [3][4]考慮到了直方圖不同位置之間的關系，但缺點是丟失了直方圖的局部信息。其他的一些 直方圖比較方法，如直方圖峰值匹配法[5]、直方圖各階矩比較法[6]等參數化的方法在一些特 定應用下有很好的效果，但在普遍性上存在一定的不足。而針對這些不足提出的EMD(Earth Mover’s?Distance)方法[7][8]對直方圖偏移等情況能較好解決，但由于兩幅直方圖之間匹配要解 決一個最優(yōu)化問題，復雜度較高，在大數據量的圖像檢索等應用中存在一些不足。本發(fā)明提出 一種新的基于窗口間平均差異的直方圖相似性度量方法，通過計算兩幅直方圖之間不同窗口距 離的取值差異并加權求和，得到一個窗口間平均差異度量來評價兩幅直方圖的相似性，算法簡 單、通用，較好地解決了以前方法存在的一些問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種計算復雜度比較低、平均差錯率也低的直方圖相似性度量方法。

本發(fā)明提出的直方圖相似性度量方法是一種基于窗口平均差異的度量方法。

下面先介紹已有的直方圖相似性評價標準

已有的直方圖相似性評價主要是基于兩幅直方圖相同窗口處的值的比較，如L₁距離、L_p距離、χ²距離等。這些距離以及經過一些簡單變換后的距離(如余弦距離等)都可看成是一定參 數下的歐氏距離，距離越大則直方圖相似性越小。

簡單并不失一般性，這里考慮一維直方圖，并以L₁距離、L_p距離、χ²距離為例。設兩幅 直方圖分別為G＝{g(j)|j＝0，1，……，r}和H＝{h(k)|k＝0，1，……，r}，其中j、k表示直方 圖中窗口的位置，r為窗口最大標號(對于圖像的灰度直方圖而言j、k就表示灰度值，r取值為 255)，g(j)表示直方圖G在窗口j處的取值，h(k)表示直方圖H在窗口k處的取值。兩幅直方 圖的各類距離定義為：