[發明專利]一種魯棒擴展局部二值模式紋理特征提取方法

有效

• 申請號: 201510366239.5
• 申請日: 2015-06-29
• 公開（公告）號: CN105005781B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 劉麗;龍云利;老松楊;謝毓湘
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李弘

1.一種魯棒擴展局部二值模式紋理特征提取方法，其特征在于，包括：

獲取待提取特征紋理圖像；

對所述待提取特征紋理圖像進行預處理；

從所述待提取特征紋理圖像中依次指定每個像素，為所述像素構建像素區域使用高斯平滑方法將所述像素區域處理為高斯平滑結果，并根據所述高斯平滑結果，計算獲得對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式；

根據所述對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式，將所述指定像素歸入固定的模式組中，被歸入同一個所述固定的模式組中的指定像素被視為具有等價模式；

繼續指定下一個像素作為當前指定像素按上述方式進行處理，直到所述待提取特征紋理圖像中的每個像素都被歸入所述固定的組中；

其中，對所述待提取特征紋理圖像進行預處理包括：將所述待提取特征紋理圖像無殘留地分割為N個像素塊，所述N個像素塊均是尺寸為W×W的正方形像素集合；使用高斯平滑方法φ處理所述N個像素塊，獲得所述N個像素塊的高斯平滑結果，并計算所述N個像素塊的高斯平滑結果的平均值μ_w；

所述根據所述高斯平滑結果，計算獲得對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式，其中，所述對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式包括以下至少之一：基于中心強度的魯棒擴展局部二值模式、基于鄰域強度的魯棒擴展局部二值模式、基于徑向差分的魯棒擴展局部二值模式；

當所述對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式為基于中心強度的魯棒擴展局部二值模式時，從所述待提取特征紋理圖像中依次指定每個像素，為所述像素構建像素區域使用高斯平滑方法將所述像素區域處理為高斯平滑結果，并根據所述高斯平滑結果，計算獲得對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式為：

從所述待提取特征紋理圖像中依次選定每個像素x_c；

以所述指定像素x_c為中心，從所述待提取特征紋理圖像中截取出中心塊φ_c，w，所述中心塊φ_c，w是尺寸為W×W的、以所述指定像素x_c為中心的正方形像素集合；

使用高斯平滑方法φ處理所述中心塊φ_c，w，獲得所述中心塊φ_c，w的高斯平滑結果φ(_c，w)；

根據所述中心塊X_c，w的高斯平滑結果φ(X_c，w)與所述N個像素塊的高斯平滑結果的平均值μ_w，獲得對于指定像素x_c的基于中心強度的魯棒擴展局部二值模式RELBP_CI(x_c)，

RELBP_CI(x_c)＝s(φ(X_c，w)-μ_w)

其中，

當所述對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式為基于鄰域強度的魯棒擴展局部二值模式時，從所述待提取特征紋理圖像中依次指定每個像素，為所述像素構建像素區域使用高斯平滑方法將所述像素區域處理為高斯平滑結果，并根據所述高斯平滑結果，計算獲得對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式為：

從所述待提取特征紋理圖像中依次選定每個像素x_c；

以所述指定像素x_c為中心，從所述待提取特征紋理圖像中選取到p個鄰域像素x_r，p，n，所述p個鄰域像素x_r，p，n等角間隔的均勻分布在以x_c為圓心以r為半徑的圓周上，其中n＝0,...,p-1，所述鄰域像素x_r，p，n的坐標值為(-rsin(2πn/p),rcos(2πn/p))與指定像素x_c的坐標的疊加和；

分別以所述p個鄰域像素x_r，p，n中的每一個為中心，從所述待提取特征紋理圖像中截取出p個鄰域塊所述p個鄰域塊都是尺寸為w_r×w_r的、分別以所述每個鄰域像素x_r，p，n為中心的正方形像素集合；

使用高斯平滑方法φ處理所述p個鄰域塊獲得所述p個鄰域塊的高斯平滑結果并計算所述p個鄰域塊的高斯平滑結果的平均值

根據所述p個鄰域塊的高斯平滑結果與所述p個鄰域塊的高斯平滑結果的平均值獲得對于指定像素x_c的基于鄰域強度的魯棒擴展局部二值模式RELBP_NI_r，p(x_c)，

其中，

當所述對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式為基于徑向差分的魯棒擴展局部二值模式時，從所述待提取特征紋理圖像中依次指定每個像素，為所述像素構建像素區域使用高斯平滑方法將所述像素區域處理為高斯平滑結果，并根據所述高斯平滑結果，計算獲得對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式為：

從所述待提取特征紋理圖像中依次選定每個像素x_c；

以所述指定像素x_c為中心，從所述待提取特征紋理圖像中選取到p個鄰域像素x_r，p，n，所述p個鄰域像素x_r，p，n等角間隔的均勻分布在以x_c為圓心以r為半徑的圓周上，其中n＝0,...,p-1，所述鄰域像素x_r，p，n的坐標值為(-rsin(2πn/p),rcos(2πn/p))與指定像素x_c的坐標的疊加和；

分別以所述p個鄰域像素x_r，p，n中的每一個為中心，從所述待提取特征紋理圖像中截取出p個鄰域塊所述p個鄰域塊都是尺寸為w_r×w_r的、分別以所述每個鄰域像素x_r，p，n為中心的正方形像素集合；

以所述指定像素x_c為中心，從所述待提取特征紋理圖像中選取到p個亞鄰域像素x_r-1，p，n，所述p個亞鄰域像素x_r-1，p，n等角間隔的均勻分布在以x_c為圓心以r-1為半徑的圓周上，其中n＝0,...,p-1，所述鄰域像素x_r-1，p，n的坐標值為(-(r-1)sin(2πn/p),(r-1)cos(2πn/p))與指定像素x_c的坐標的疊加和；

分別以所述p個亞鄰域像素x_r-1，p，n中的每一個為中心，從所述待提取特征紋理圖像中截取出p個亞鄰域塊所述p個亞鄰域塊是分別以所述每個亞鄰域像素x_r-1，p，n為中心的正方形像素集合；

使用高斯平滑方法φ處理所述p個亞鄰域塊獲得所述p個亞鄰域塊的高斯平滑結果

根據所述p個鄰域塊的高斯平滑結果與所述p個位于半徑r-1上的亞鄰域塊的高斯平滑結果計算位于相同角度方向上、不同半徑大小的兩個濾波值的差分值，基于此獲得對于指定像素x_c的基于徑向差分的魯棒擴展局部二值模式

其中，

2.根據權利要求1所述的一種魯棒擴展局部二值模式紋理特征提取方法，其特征在于，根據所述對于指定像素的魯棒擴展局部二值模式，將所述指定像素歸入固定的模式組中，包括：

根據所述魯棒擴展局部二值模式RELBP分別計算與其中，所述

所述

其中，所述U值是指一個二進制模式串的均勻度度量，定義為二進制模式中圓周上相鄰的兩個比特值的0/1或1/0轉移次數，使用GRELBP_NI_r,p給出U值的定義，設GRELBP_NI_r,p的二進制模式比特串為：

GRELBP_NI_r,p＝b₀b₁......b_p-1

其中，那么：

判斷所述U(GRELBP_NI_r,p≤2)是否成立，若是，則將其歸入均勻模式下，并根據的取值而劃入所述均勻模式下組0至組p中的一個；若否，則將其歸入非均勻模式下的唯一組p+1中；

根據所述與生成聯合概率直方圖，并以所述聯合概率直方圖為分組依據將所述指定像素歸入固定的模式組中。