[發明專利]一種多方向模式連接規則的圖像紋理描述方法

有效

• 申請號: 201710895140.3
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107862709B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 張珊;臧志鵬;竺鑫;張立平
• 申請（專利權）人: 北京華航無線電測量研究所
• 主分類號: G06T7/41
• 分類號: G06T7/41
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龔頤雯;王一

本發明涉及一種多方向模式連接規則的圖像紋理描述方法，所述方法包括：使用預定的掃描線S，沿著預設的方向α對所述輸入的圖像進行掃描，并記錄下像素的位置及對應的灰度值；根據所述掃描線S對所述輸入圖像進行紋理模式檢測；根據紋理模式檢測結果建立多個方向均值紋理映射圖；對所述多個方向均值紋理映射圖進行加權平均得到加權平均紋理映射圖；所述加權平均紋理映射圖即為最終的紋理映射圖。本發明采用了一種基于簡單掃描線的方法來搜索潛在的紋理特征并且統計它們的局部特性，而不是采用了固定大小的2?D窗口，避免了基于區域塊的方法存在一些固有的缺點。

技術領域

本發明屬于圖像處理領域，具體涉及一種多方向模式連接規則的圖像紋理描述方法。

背景技術

紋理是圖像的一種基本特性。從20世紀70年代起,人們就對此問題進行了大量的研究,主要集中在圖像紋理的分析、理解與描述和計算機自然紋理生成2大方面，并已取得了豐碩的成果，在景物識別、目標定位、遙感圖像分析、紋理分類、圖像復原與估測、基于內容的圖像數據庫檢索和計算機景物仿真等眾多方面產生了深遠的影響。

關于圖像紋理的精確定義至今還未做出，直觀來說，紋理描述可以提供圖像區域的平滑、稀疏、規則性等特性。從心理學的觀點，人類觀察到紋理特征包括粒度、方向性和重復性等。紋理可以認為是灰度(顏色)在空間以一定的形式變化而產生的圖案(模式)，可以定義為在視場范圍內的灰度分布模式。總結前人對圖像紋理的描述，圖像紋理大體可概括為：(1)圖像局部不規則而全局又呈現某種規律的物理現象；(2)由許多互相接近、互相編織的元素以一定的形式排列構成，并常伴有某種周期性；(3)圖像的灰度統計信息、空間分布信息和結構信息的綜合反映；(4)一種區域特性，在適當的區域內測量才有意義。

常用的紋理特征表述方法可分為以下三類：

(1)灰度共生矩陣

Haralick等人以條件概率來模型化紋理，提出了灰度共生矩陣方法(SpatialGray Level Dependence Method:SPGLM),灰度共生矩陣能很好的表征圖像表面灰度分布的周期性規律，是目前一種重要的紋理分析方法。從共生矩陣導出一些反映矩陣狀況的參數，典型的有以下幾種：能量:圖像灰度分布均勻程度和紋理粗細度；對比度:圖像的清晰度和紋理溝紋深淺的程度；熵:圖像中紋理的非均勻程度或復雜程度；逆差距:反映圖像紋理的同質性，度量圖像紋理局部變化的多少。

(2)Tamura紋理

基于人類對紋理的視覺感知的心理學的研究，Tamura等人提出了紋理特征的表達。Tamura紋理特征的六個分量對應于心理學角度上紋理特征的六種屬性，分別是粗糙度(coarseness)、對比度(contrast)、方向度(directionality)、線像度(linelikeness)、規整度(regularity)和粗略度(roughness)。其中，前三個分量對于圖像檢索尤其重要。

(3)頻域方法

隨著對人類視覺機理的研究，人們逐漸認識到，大部分的圖像分割方法與人類視覺機理相脫節，難以進行更精確的分割，因此找到具有更強的魯棒性、實時性的分割方法必須充分利用人類的視覺特性。人類視覺特性系統初級階段的視覺信息處理研究認為人腦對圖像作了濾波處理，研究者通過記錄猴子的視覺皮層細胞對不同頻率范圍和取向的光柵的響應，證明了多通道濾波理論的正確性。所以，空間/頻率多分辨率多通道紋理分析方法是與人類視覺過程相一致的一種方法，目前多分辨率多通道紋理分析方法可以有效地對紋理圖像進行特征提取和紋理分析，如傅立葉變換、Gabor濾波器、小波變換等，其中，Gabor濾波器是該類方法的典型代表。

以上這些方法大多數都是用一個固定大小的窗口來生成局部特征。但是這種基于區域塊的方法存在一些固有的缺點：為了提取圖像特征，窗口的大小必須預先固定的，這樣會影響方法對于尺度問題的適應性；當紋理邊界落到窗口時會限制方法的模式區分能力。

發明內容