[發明專利]基于拓撲樹的局部形狀模式的圖像紋理基元特征提取方法

無效

• 申請號: 201010177899.6
• 申請日: 2010-05-14
• 公開（公告）號: CN101853386A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 何楚;蘇鑫;魏喜燕
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06K9/52
• 分類號: G06K9/52;G06T9/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

1.一種基于拓撲樹的局部形狀模式的圖像紋理基元特征提取方法，其特征在于，包括以下步驟：

①根據像素灰度值對圖像進行水平集分層；

②在水平集基礎上構建拓撲樹結構；

③構建編碼同心圓模板；

④選取拓撲樹結構中全部節點或者部分節點進行后續的編碼，其中部分節點可以是包含圖像像素的最小形狀節點；

⑤編碼前，將節點形狀縮放到于同心圓模板大小相當，當節點形狀的重心與同心圓圓心重合的時候，形狀與半徑最大的同心圓邊界相切；

⑥編碼時，將縮放后的節點形狀與同心圓模板重疊，使節點形狀重心與同心圓圓心重合，根據節點形狀與每個扇區的重疊關系進行二進制編碼；

⑦將每個節點形狀在每個圓的所有個扇區的編碼值統計一個頻數直方圖，再將個圓的頻率直方圖拼接，得到每個形狀的紋理特征描述；

⑧將圖像拓撲樹中所有參與編碼的形狀的紋理特征描述相加，得到最后圖像的紋理特征。

2.根據權利要求1所述的基于拓撲樹的局部形狀模式的圖像紋理基元特征提取方法，其特征在于：

步驟①中的所述水平集分層包括高水平集分層和低水平集分層；

所述高水平集分層為將圖像根據像素灰度值v≥v₀為0，v＜v₀為1的規則轉換為一組二值圖像，其中v₀＝0，1，…，V_max；其中，v為圖像像素的灰度值，滿足0≤v≤V_max，最大值為V_max，對于一般的光學圖像V_max＝255；

所述低水平集分層為使用圖像像素灰度值v≤v₀為0，v＞v₀為1的規則將圖像轉換為一組二值圖像，其中v₀＝V_max，...1，0。

3.根據權利要求1或2所述的基于拓撲樹的局部形狀模式的圖像紋理基元特征提取方法，其特征在于，所述步驟②進一步包括以下子步驟：

將水平集中每層為1的形狀S提取出來；

分別在高水平集和低水平集中，根據形狀S在上下層中包含或被包含的關系建立連接樹；

以低水平集的連接樹為主構建圖像的拓撲樹結構；

補齊低水平集連接樹中的空洞節點后，低水平集連接樹就變成圖像的拓撲樹。

4.根據權利要求1或2所述的基于拓撲樹的局部形狀模式的圖像紋理基元特征提取方法，

其特征在于：

步驟⑥中所述的二進制編碼、步驟⑦中所述的頻數直方圖的統計分為：

輪廓編碼，硬直方圖統計；輪廓編碼，軟直方圖統計；區域編碼，硬直方圖統計；區域編碼，軟直方圖統計。

5.根據權利要求4所述的基于拓撲樹的局部形狀模式的圖像紋理基元特征提取方法，其特征在于，所述輪廓編碼，硬直方圖統計包括以下子步驟：

提取拓撲樹節點形狀的邊界輪廓，與編碼模板圓進行匹配；

當節點形狀的輪廓落在第n個同心圓的第m個扇區f_nm內時標記為1，否則為0，其中，n為同心圓的序號，滿足1≤n≤N，N為同心圓格個數，N≥1，m為扇形區域的序號，滿足1≤m≤M，M為每個同心圓中扇形區域的個數，M≥2；

以此類推將模板同心圓的所有扇區進行0、1標記后，將第n同心圓的M二進制標記轉換為十進制數值；

將拓撲樹中所有參與編碼的形狀節點的編碼值統計頻數直方圖，得到最后的紋理特征直方圖。