opencv特征提取解析

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特征提取的基本原理(八)

特征提取的基本原理(八)

特征提取是计算机视觉和模式识别领域中的重要技术,它主要是指从数据中提取出有用的特征信息,用于后续的数据分析、模式识别和分类任务。

特征提取的基本原理涉及到信号处理、数学建模和计算机编程等多个领域的知识,下面将从特征提取的基本原理、常用方法和应用领域等方面进行探讨。

特征提取的基本原理可以总结为以下几点:首先,特征提取的目标是从原始数据中提取出具有代表性和区分性的特征信息。

在计算机视觉中,原始数据可以是图像或视频,而在自然语言处理中,原始数据可以是文本或语音。

特征提取的核心是将高维度的原始数据转化为低维度的特征向量,以便于计算机进行进一步的处理和分析。

其次,特征提取的基本原理涉及到信号处理和数学建模的相关理论。

在信号处理中,常用的特征提取方法包括傅里叶变换、小波变换和离散余弦变换等,这些方法可以将原始信号转化为频域或时域的特征表示。

在数学建模中,常用的特征提取方法包括主成分分析、独立成分分析和流形学习等,这些方法可以从数学角度对数据进行建模和分解,提取出具有代表性的特征信息。

另外,特征提取的基本原理还涉及到计算机编程和机器学习的相关技术。

在计算机编程中,特征提取可以通过编写程序实现,例如使用OpenCV库对图像进行边缘检测和特征描述,或者使用Librosa库对音频进行频谱分析和特征提取。

在机器学习中,特征提取是模型训练的前置步骤,通过对原始数据进行特征提取和选择,可以提高模型的泛化能力和预测性能。

在实际应用中,特征提取的方法和技术非常丰富多样,下面将介绍一些常用的特征提取方法和应用领域。

首先,图像特征提取是计算机视觉领域的重要研究课题。

常用的图像特征提取方法包括颜色直方图、纹理特征和形状特征等,这些特征可以用于图像分类、目标识别和图像检索等任务。

例如,可以使用颜色直方图对图像的色彩分布进行统计,用于实现图像的自动分类和检索。

其次,语音特征提取是自然语言处理领域的重要研究内容。

常用的语音特征提取方法包括梅尔频率倒谱系数(MFCC)、线性预测编码(LPC)和短时能量等,这些特征可以用于语音识别、说话人识别和语音合成等任务。

opencv akaze算法 描述子-概述说明以及解释

opencv akaze算法 描述子-概述说明以及解释

opencv akaze算法描述子-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容如下:引言:计算机视觉是人工智能领域中的重要研究方向之一,旨在使计算机能够像人类一样理解和处理图像和视频数据。

图像特征提取是计算机视觉中的关键问题之一,而在图像特征提取的过程中,描述子的生成是一个重要的步骤。

本文将介绍OpenCV中的AKAZE算法以及其在图像特征提取中的应用。

AKAZE(Accelerated-KAZE)是一种基于加速的KAZE算法的变种,它是一个非常有效的特征提取算法。

该算法不仅能够提取出图像中的特征点,还能生成描述子,这些描述子能够对特征点进行描述,从而为各种计算机视觉任务提供支持。

AKAZE算法在图像特征提取中有着广泛的应用,可以用于目标跟踪、图像配准、视觉SLAM等多个应用场景。

在各种实验和评测中,AKAZE 算法都展示出了其强大的性能和鲁棒性。

因此,了解AKAZE算法以及它所生成的描述子对于理解和应用计算机视觉技术具有重要意义。

在本文的正文部分,我们将详细介绍AKAZE算法的原理和特点,并深入探讨描述子的生成过程。

我们将会介绍AKAZE算法的加速机制以及在特征提取中的应用场景,并通过实例展示其在计算机视觉任务中的优势。

最后,在结论部分,我们将总结本文所介绍的内容,并展望AKAZE算法在未来的发展方向。

我们相信,AKAZE算法将继续在计算机视觉领域发挥重要作用,并为各种应用提供更强大的特征提取功能。

1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:在本文中,我们将讨论OpenCV AKAZE算法和描述子。

为了更好地组织内容并使读者更容易理解,本文将按照以下结构进行展开:2. 正文部分:2.1 opencv akaze算法:在此部分,我们将深入探讨OpenCV中的AKAZE算法。

首先,我们将介绍AKAZE算法的原理和背景。

然后,我们将详细讨论AKAZE算法的特征检测和匹配步骤。

我们还将讨论AKAZE算法相对于其他特征算法的优势和局限性。

机器视觉中的特征提取方法

机器视觉中的特征提取方法

机器视觉中的特征提取方法机器视觉是人工智能领域中的重要研究方向,广泛应用于图像识别、目标跟踪、人脸识别等领域。

而特征提取是机器视觉的核心技术之一,是实现高精度识别的重要前提。

本文将介绍机器视觉中的特征提取方法。

一、什么是特征提取特征提取是指从原始图像中提取出最具代表性、最能区分不同目标的特征,用于后续的图像处理和分析。

由于原始图像包含大量冗余信息,经过特征提取后的特征向量通常是稠密的、简洁的,具有更高的鲁棒性和可靠性。

二、特征提取方法1.传统方法传统的特征提取方法包括颜色、纹理和形状等几类特征。

颜色特征是指从图像中提取出像素的颜色信息,通常以直方图的形式表示出来。

颜色直方图对目标的特征表示不够明显,常常需要与其他特征结合使用。

纹理特征是指从图像中提取出区域内像素的纹理信息,通常以灰度共生矩阵或小波变换的形式表示。

纹理特征能够更好地反映目标的质地,但在复杂场景下容易受到干扰。

形状特征是指从图像中提取出目标的轮廓、面积、周长等信息。

形状特征是一种重要的特征,但在实际应用中不够通用,需要根据具体应用场景进行优化。

2.深度学习方法深度学习是近年来特征提取领域的一种热门技术,它通过多层神经网络学习数据特征,大大提高了特征提取的准确性和泛化能力。

卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)是深度学习中最常用的一种网络结构,其通过卷积操作实现对图像特征的提取。

另外,循环神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)在特定场景下也有着较好的表现,如序列数据分析和自然语言处理。

3.传统方法与深度学习方法的对比传统方法与深度学习方法各有优劣。

传统方法简单易实现,但对于复杂任务的特征提取效果较差,并且难以优化。

深度学习方法通过多层卷积核的学习,可以自动地学习到图像中的细节信息,提高了特征提取的准确性和泛化能力。

但是,深度学习方法也存在一些问题,如需要大量数据的训练,对计算资源的需求很高,并且在样本分布不平衡等情况下容易出现过拟合。

计算机视觉技术中的特征提取方法简介

计算机视觉技术中的特征提取方法简介

计算机视觉技术中的特征提取方法简介计算机视觉技术是指通过计算机模仿人类的视觉系统,使计算机能够理解和解释视觉信息,并进行相关的决策和处理。

其中,特征提取是计算机视觉中的一个重要环节,它通过从图像或视频中提取有用、有区分度的特征,为后续的目标检测、图像识别、物体跟踪等任务提供基础。

在计算机视觉中,特征提取方法众多,可以分为传统的特征提取方法和基于深度学习的特征提取方法。

在传统的特征提取方法中,常见的有结构特征、颜色特征、纹理特征和形状特征等。

下面将对一些常用的特征提取方法进行简要介绍。

1. 结构特征结构特征主要关注图像中的物体边界、角点和区域等结构信息。

常见的结构特征包括边缘检测、角点检测和轮廓提取等。

边缘检测使用梯度信息来识别图像中的边界,常用的方法有Sobel算子、Canny算子和Laplacian算子等。

角点检测主要用于寻找图像中的角点,常用的方法有Harris角点检测和Shi-Tomasi角点检测等。

轮廓提取则是通过分析图像中的亮度变化来提取物体的外形轮廓。

2. 颜色特征颜色特征是指利用图像中的颜色信息来进行特征提取。

颜色特征在计算机视觉中被广泛应用,尤其在图像检索和图像分割等任务中。

常见的颜色特征包括颜色直方图、颜色矩和颜色空间等。

颜色直方图统计了图像中各个颜色的分布情况,常用的颜色空间有RGB、HSV和Lab等。

颜色矩则是用于描述颜色的一种统计特征,常见的颜色矩有色调矩和灰度矩等。

3. 纹理特征纹理特征用于描述图像中的纹理信息,可以帮助区分不同的纹理结构和纹理方向等。

常见的纹理特征包括灰度共生矩阵(GLCM)、局部二值模式(LBP)和高斯过程等。

灰度共生矩阵通过统计图像中不同位置像素间的灰度级别和空间关系来描述图像的纹理特征。

局部二值模式则是通过比较像素与周围像素的灰度级别来提取纹理特征。

高斯过程是一种基于统计模型的纹理特征提取方法,通过建立图像中像素间的高斯相似性来进行纹理分析。

4. 形状特征形状特征是指描述对象外形几何属性的特征。

特征提取技术简介(十)

特征提取技术简介(十)

特征提取技术简介在计算机视觉、图像处理、语音识别等领域中,特征提取技术是一项非常重要的工作,它可以将原始数据转换为更具有信息量的特征,从而方便进行后续的分析和处理。

本文将介绍特征提取技术的基本原理、常见方法以及在实际应用中的一些案例。

一、特征提取技术的基本原理特征提取技术的基本原理是通过对原始数据进行一系列的变换和处理,将其中具有代表性和区分性的信息提取出来。

这些信息可以是图像的边缘、纹理、颜色等特征,也可以是语音的频谱、声音强度等特征。

通过提取这些特征,我们可以更好地理解和分析数据,从而实现各种应用的目的。

二、常见的特征提取方法在图像处理领域,常见的特征提取方法包括边缘检测、角点检测、纹理特征提取等。

边缘检测是通过寻找图像中灰度值变化较大的地方来提取边缘信息,常见的方法包括Sobel、Canny等。

角点检测则是用来找出图像中的角点,常见的方法包括Harris角点检测、FAST角点检测等。

纹理特征提取则是用来描述图像中纹理的特征,常见的方法包括Gabor滤波器、LBP等。

在语音识别领域,常见的特征提取方法包括MFCC、LPCC等。

MFCC是一种基于梅尔频率倒谱系数的特征提取方法,它可以有效地描述语音信号的频谱特征。

LPCC是一种基于线性预测分析的特征提取方法,它可以有效地描述语音信号的谱包络特征。

除了以上介绍的方法外,还有很多其他的特征提取方法,每种方法都有其适用的场景和局限性。

三、特征提取技术在实际应用中的案例特征提取技术在实际应用中有着广泛的应用。

在图像处理领域,特征提取技术可以用于图像分类、目标检测、人脸识别等任务。

例如,在人脸识别领域,可以通过提取人脸的特征点来进行人脸识别,这些特征点可以是人脸的眼睛、鼻子、嘴巴等部位。

在语音识别领域,特征提取技术可以用于语音识别、语音合成等任务。

例如,在语音识别领域,可以通过提取语音的频谱特征来进行语音识别,这些频谱特征可以描述语音的语音信息。

总之,特征提取技术在计算机视觉、图像处理、语音识别等领域有着非常重要的作用,它可以帮助我们更好地理解和分析数据,从而实现各种应用的目的。

C语言实现opencv提取直线、轮廓及ROI实例详解

C语言实现opencv提取直线、轮廓及ROI实例详解

C语⾔实现opencv提取直线、轮廓及ROI实例详解⼀、Canny检测轮廓在上⼀篇⽂章中有提到sobel边缘检测,并重写了soble的C++代码让其与matlab中算法效果⼀致,⽽soble边缘检测是基于单⼀阈值的,我们不能兼顾到低阈值的丰富边缘和⾼阈值时的边缘缺失这两个问题。

⽽canny算⼦则很好的弥补了这⼀不⾜,从⽬前看来,canny边缘检测在做图像轮廓提取⽅⾯是最优秀的边缘检测算法。

canny边缘检测采⽤双阈值值法,⾼阈值⽤来检测图像中重要的、显著的线条、轮廓等,⽽低阈值⽤来保证不丢失细节部分,低阈值检测出来的边缘更丰富,但是很多边缘并不是我们关⼼的。

最后采⽤⼀种查找算法,将低阈值中与⾼阈值的边缘有重叠的线条保留,其他的线条都删除。

本篇⽂章中不对canny的算法原理作进⼀步说明,稍后会在图像处理算法相关的⽂章中详细介绍。

下⾯我们⽤OpenCV中的Canny函数来检测图像边缘int main(){Mat I=imread("../cat.png");cvtColor(I,I,CV_BGR2GRAY);Mat contours;Canny(I,contours,125,350);threshold(contours,contours,128,255,THRESH_BINARY);namedWindow("Canny");imshow("Canny",contours);waitKey();return 0;}显⽰效果如下:⼆、直线检测⽤到的是霍夫变换检测直线的算法直线在图像中出现的频率⾮常之⾼,⽽直线作为图像的特征对于基本内容的图像分析有着很重要的作⽤,本⽂通过OpenCV中的hough变换来检测图像中的线条。

我们先看最基本的Hough变换函数HoughLines,它的原型如下:void HoughLines(InputArray image, OutputArray lines, double rho, double theta, int threshold, double srn=0, double stn=0 );它的输⼊是⼀个⼆值的轮廓图像,往往是边缘检测得到的结果图像;它的输出是⼀个包含多个Vec2f点的数组,数组中的每个元素是⼀个⼆元浮点数据对<rou,theta>,rou代表直线离坐标原点的距离,theta代表⾓度。

图像特征提取及描述算法分析

图像特征提取及描述算法分析

图像特征提取及描述算法分析图像特征提取及描述算法是计算机视觉领域的核心内容之一,其在图像处理、模式识别和计算机视觉任务中扮演着重要的角色。

本文将分析一些常用的图像特征提取及描述算法,包括边缘检测、角点检测、尺度不变特征变换(SIFT)和高级表观算子(HOG),以及它们在实际应用中的优缺点。

边缘检测是图像处理中常用的特征提取方法之一。

边缘是图像中灰度变化最明显的地方,通常包含了物体的轮廓和纹理信息。

常用的边缘检测算法有Sobel算子、Prewitt算子和Canny边缘检测算法。

Sobel算子和Prewitt算子是基于局部差分的算法,通过计算像素点邻域内灰度值的差异来检测边缘。

Canny边缘检测算法在Sobel算子的基础上添加了非最大抑制和双阈值处理,能够在减少噪声的同时保留重要的边缘信息。

边缘检测算法在许多图像处理和计算机视觉任务中都有广泛的应用,例如目标检测、图像分割和图像识别等。

角点检测是另一种常用的图像特征提取算法,它主要用于寻找图像中的角点或感兴趣点。

角点是图像中两条或多条边缘相交的地方,通常具有良好的鲁棒性和唯一性。

常用的角点检测算法有SIFT算法、Harris角点检测算法和FAST角点检测算法。

SIFT算法通过在不同尺度空间上进行高斯模糊和建立尺度空间极值点来寻找图像中的关键点。

Harris角点检测算法基于图像灰度的变化率来检测角点,通过计算图像的梯度和结构矩阵的特征值来判断像素点是否为角点。

FAST角点检测算法则是通过快速的像素比较来寻找图像中的角点。

角点检测算法在图像配准、目标跟踪和三维重建等领域有广泛的应用。

尺度不变特征变换(SIFT)是一种用于图像特征提取和描述的经典算法。

SIFT 算法通过在不同尺度空间上构建高斯金字塔和相对梯度直方图来提取图像的局部不变特征。

SIFT特征具有旋转不变性和尺度不变性,能够在不同角度和尺度下描述同一物体的特征。

SIFT算法在目标识别、图像匹配和三维重建等领域有广泛的应用。

Opencv中特征点提取和特征匹配算法详解(ORBSIFTSURFFAST)

Opencv中特征点提取和特征匹配算法详解(ORBSIFTSURFFAST)

Opencv中特征点提取和特征匹配算法详解(ORBSIFTSURFFAST)OpenCV是一个开源的计算机视觉库,提供了许多用于图像处理和计算机视觉任务的算法和函数。

特征点提取和特征匹配是计算机视觉中常用的任务之一,可以在图像中找到具有独特性质的特征点,并使用这些特征点进行图像匹配、物体识别和姿态估计等任务。

在OpenCV中,有多种特征点提取和特征匹配算法可供选择,其中包括ORB、SIFT、SURF和FAST 等。

ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)是一种基于FAST角点检测和BRIEF描述符的特征点提取和特征匹配算法。

它的主要优势在于计算速度较快,适用于实时的计算机视觉应用。

ORB算法首先使用FAST角点检测算法在图像中检测角点,然后计算角点的Oriented FAST角度和尺度。

接下来,在每个角点周围的区域中计算二进制描述符,用于描述角点的特征。

最后,使用二进制描述符进行特征匹配,可以使用暴力匹配、近邻算法或FLANN算法等进行匹配。

SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)是一种基于尺度不变特征变换的特征点提取和特征匹配算法。

SIFT算法通过构建尺度空间和特征点检测器来提取具有尺度不变性的特征点。

在尺度空间中,SIFT算法使用不同的尺度和方向的高斯滤波器来检测具有独特性质的特征点。

然后,通过计算特征点周围区域的梯度和方向来为每个特征点计算描述符。

最后,可以使用距离度量或RANSAC算法进行特征点的匹配。

SURF(Speeded-Up Robust Features)是一种基于加速鲁棒特征(speeded-up robust features)的特征点提取和特征匹配算法。

SURF算法主要通过构建尺度空间和计算积分图像来加速特征点提取和匹配的过程。

在尺度空间中,SURF算法使用高斯滤波器来检测不同尺度的特征。

然后,通过计算每个特征点周围区域的Haar小波响应来计算特征点的描述符。

计算机视觉中的特征提取技术方法

计算机视觉中的特征提取技术方法

计算机视觉中的特征提取技术方法计算机视觉是现代科技中的一个重要分支,它让计算机能够模仿人类视觉系统,从而实现感知、识别、分析等一系列视觉相关的任务。

在计算机视觉中,特征提取是一项基础技术,它是将图像中重要的信息提取出来的过程,是图像处理和分析的关键步骤之一。

在本文中,将详细介绍计算机视觉中的特征提取技术方法,包括传统的方法和近年来广泛应用的深度学习方法。

一、传统特征提取方法1、边缘检测边缘是图像中最基本的特征之一,可以通过检测图像中相邻的像素之间的强度变化来识别。

传统的边缘检测方法包括Sobel、Canny和Laplacian等,其中Sobel方法使用Sobel算子来检测垂直和水平方向的边缘,Canny算法则是将非极大值抑制和双阈值处理结合起来,可以得到更为准确的边缘。

2、角点检测角点是指在图像中两条边缘交汇的点,其具有高度稳定性和可重复性,因此在很多应用场景下,角点检测比较有用。

常见的角点检测方法包括Harris、Shi-Tomasi和FAST等,其中Harris方法通过对图像像素灰度值的偏导数进行计算,来判断像素点是否为角点;FAST算法则是通过计算像素周围的灰度变化来选出特征点。

3、尺度空间分析一张图像的尺度空间包括了多个尺度下的图像,不同尺度下的图像有着不同的特征和表示方式。

尺度空间分析旨在在多个尺度下找到特征点,常见的方法有尺度空间极值检测、高斯金字塔和拉普拉斯金字塔等。

二、深度学习特征提取方法1、卷积神经网络(CNN)近年来深度学习在计算机视觉领域中的应用越来越广泛。

卷积神经网络是其中一种特别受欢迎的模型,它可以从原始图像中直接学习特征,极大地简化了图像处理过程。

通过在多层神经元之间共享参数,CNN可以自动学习出图像中的特定特征,这些特征可以用于分类、目标检测、图像搜索等任务。

2、循环神经网络(RNN)RNN是一种可以捕捉序列信息的深度学习模型,在计算机视觉领域中也得到了广泛应用。

在图像描述生成、视频理解等任务中,RNN模型可以将输入序列映射为输出序列,从而实现目标识别和描述的功能。

opencv3C++HOG特征提取方式

opencv3C++HOG特征提取方式

opencv3C++HOG特征提取⽅式HOG特征HOG(Histograms of Oriented Gradients)梯度⽅向直⽅图通过利⽤梯度信息能反映图像⽬标的边缘信息并通过局部梯度的⼤⼩将图像局部的外观和形状特征化.在论⽂中被提出.HOG特征的提取过程为:Gamma归⼀化;计算梯度;划分cell组合成block,统计block直⽅图;梯度直⽅图归⼀化;收集HOG特征。

Gamma归⼀化:对图像颜⾊进⾏Gamma归⼀化处理,降低局部阴影及背景因素的影响.计算梯度:通过差分计算出图像在⽔平⽅向上及垂直⽅向上的梯度:然后得到各个像素点的梯度的幅值及⽅向:划分cell将整个窗⼝划分成⼤⼩相同互不重叠的细胞单元cell(如8×8像素),计算出每个cell的梯度⼤⼩及⽅向.然后将每像素的梯度⽅向在0−180o0−180o 区间内(⽆向:0-180,有向:0-360)平均分为9个bins,每个cell内的像素⽤幅值来表⽰权值,为其所在的梯度直⽅图进⾏加权投票.9bins:如图,不同数量的bins下的错误率:组合成block,统计block直⽅图将2×2个相邻的cell组成⼤⼩为16×16的像素块即block.依次将block⼤⼩的滑动窗⼝从左到右从上到下滑动,求其梯度⽅向直⽅图向量.如图,不同⼤⼩的cell与不同⼤⼩的block作⽤下的效果对⽐:梯度直⽅图归⼀化作者对⽐了L2-norm、L1-norm、L1-sqrt等归⼀化⽅法,发现都⽐⾮标准数据有显着的改善.其中L2-norm和L1-sqrt效果最好,⽽L1-norm 检测效果要⽐L2-norm和L1-sqrt低5%.如图,不同的归⼀化⽅法效果对⽐:这样通过归⼀化能够进⼀步地对光照、阴影和边缘进⾏压缩.收集HOG特征由于每个cell内的梯度⽅向分成了9个bins,这样每个细胞单元的HOG特征向量长度是9.这样,对于⼤⼩为128×64⼤⼩的图像,采⽤8*8像素的sell,2×2个cell组成的16×16像素的block,采⽤8像素的block移动步长,这样检测窗⼝block的数量有((128-16)/8+1)×((64-16)/8+1)=15×7.则HOG特征描述符的维数为15×7×4×9.HOG的缺点:速度慢,实时性差;难以处理遮挡问题。

图像处理中的特征提取与图像识别算法

图像处理中的特征提取与图像识别算法

图像处理中的特征提取与图像识别算法图像处理是一门涉及数字信号处理、计算机视觉和模式识别的多学科交叉学科。

特征提取(feature extraction)和图像识别算法(image recognition algorithms)是图像处理中两个重要的研究领域。

本文将介绍特征提取的概念、方法和常用算法,并探讨图像识别算法的原理和应用。

一、特征提取特征提取是图像处理中的一项重要任务,其目的是从原始图像中提取出有代表性、具有辨识度和可用性的特征,以实现对图像的分析、识别和理解。

常见的特征提取方法有以下几种:1. 基于形状和空间的特征提取:形状特征是基于图像中的几何形状、轮廓和边界提取的,常用的方法有Hough变换、边缘检测和轮廓分析等。

空间特征则是通过对图像的空间位置和分布进行分析,常见的方法有纹理分析、颜色直方图和尺度不变特征变换(SIFT)等。

2. 基于频域的特征提取:频域特征是通过对图像进行傅里叶变换或小波变换等频域分析方法得到的,可以用于图像的频率特征、能量特征和相位特征提取等。

常见的方法有离散傅里叶变换(DFT)、快速傅里叶变换(FFT)和小波变换等。

3. 基于统计的特征提取:统计特征是通过对图像中像素值的统计分析得到的,可以用于图像的平均值、方差、熵等特征提取。

常见的方法有灰度共生矩阵(GLCM)、灰度差异度(Contrast)和相关性(Correlation)等。

二、图像识别算法图像识别算法是通过特征提取和模式匹配等技术,将图像与已有的模型进行比对和匹配,从而实现对图像内容的自动识别和分类。

以下是几种常见的图像识别算法:1. 模板匹配算法:模板匹配是一种基本的图像识别算法,通过将已知的模板与待匹配图像进行比对,找出最相似或最相关的部分。

常用的方法有均方差匹配和相关性匹配等。

2. 主成分分析(PCA)算法:PCA是一种常用的降维算法,它通过线性变换将高维数据转换为低维的特征空间,从而实现对数据进行压缩和降维。

图像处理中的特征提取与识别

图像处理中的特征提取与识别

图像处理中的特征提取与识别图像处理是一项涉及数学、计算机科学等多个学科的综合性技术。

在图像处理的过程中,特征提取和识别是非常重要的步骤。

一、特征提取特征提取是通过数学算法和操作,将原始图像中的信息提取出来,以便于计算机进行分析和识别。

一个好的特征提取算法,应该能够准确地提取出不同类别的图像所具有的特征,并且能够排除其他不相关的信息。

在特征提取中,常用的方法有如下几种:1. 颜色特征提取颜色是图像中最基本的特征之一。

颜色特征提取可以通过计算每个像素的颜色分量来实现。

在颜色特征提取中,常用的方法有颜色矩和颜色直方图。

2. 纹理特征提取纹理是图像中的一个重要特征,它可以用来描述图像中物体表面的细节特征。

在纹理特征提取中,常用的方法有灰度共生矩阵和小波变换。

3. 形状特征提取形状是描述物体轮廓的一个特征,可以提供物体的基本信息。

在形状特征提取中,常用的方法有边缘检测和轮廓分析。

二、特征识别特征识别是将特征与已知类别的图像进行比较,通过比较结果来确定该图像所属的类别。

这个过程常用的方法包括分类器和神经网络等。

1. 分类器分类器是一种能够将样本分成不同类别的机器学习算法。

在特征识别中,常用的分类器有支持向量机、朴素贝叶斯、决策树等。

2. 神经网络神经网络是模拟人脑结构和工作原理的一种计算模型。

神经网络通过训练和学习,能够实现特征识别和分类。

在图像处理中,常用的神经网络包括卷积神经网络和循环神经网络等。

三、应用特征提取和识别在图像处理中有广泛的应用。

以下是几个常见的应用场景:1. 人脸识别人脸识别是一种非常广泛的应用场景,特征提取和识别在其中扮演了重要的角色。

通过提取人脸的特征,如眼睛、鼻子、嘴巴等,可以实现人脸的快速识别和匹配。

2. 车牌识别车牌识别是一种将车辆车牌信息自动识别和记录的技术。

通过提取车牌的颜色、字体等特征,可以实现车牌的自动识别。

3. 医学图像分析医学图像分析是一种将医学图像自动分析和诊断的技术。

python利用opencv实现SIFT特征提取与匹配

python利用opencv实现SIFT特征提取与匹配

python利⽤opencv实现SIFT特征提取与匹配本⽂实例为⼤家分享了利⽤opencv实现SIFT特征提取与匹配的具体代码,供⼤家参考,具体内容如下1、SIFT1.1、sift的定义SIFT,即尺度不变特征变换(Scale-invariant feature transform,SIFT),是⽤于图像处理领域的⼀种描述。

这种描述具有尺度不变性,可在图像中检测出关键点,是⼀种局部特征描述⼦。

1.2、sift算法介绍SIFT由David Lowe在1999年提出,在2004年加以完善。

SIFT在数字图像的特征描述⽅⾯当之⽆愧可称之为最红最⽕的⼀种,许多⼈对SIFT进⾏了改进,诞⽣了SIFT的⼀系列变种。

SIFT已经申请了专利(所以现在opencv使⽤这个算法,需要低的版本)。

SIFT特征是基于物体上的⼀些局部外观的兴趣点⽽与影像的⼤⼩和旋转⽆关。

对于光线、噪声、微视⾓改变的容忍度也相当⾼。

基于这些特性,它们是⾼度显著⽽且相对容易撷取,在母数庞⼤的特征数据库中,很容易辨识物体⽽且鲜有误认。

使⽤SIFT特征描述对于部分物体遮蔽的侦测率也相当⾼,甚⾄只需要3个以上的SIFT物体特征就⾜以计算出位置与⽅位。

在现今的电脑硬件速度下和⼩型的特征数据库条件下,辨识速度可接近即时运算。

SIFT特征的信息量⼤,适合在海量数据库中快速准确匹配。

SIFT算法具有如下⼀些特点:1)SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性,对视⾓变化、仿射变换、噪声也保持⼀定程度的稳定性;2)区分性(Distinctiveness)好,信息量丰富,适⽤于在海量特征数据库中进⾏快速、准确的匹配;3)多量性,即使少数的⼏个物体也可以产⽣⼤量的SIFT特征向量;4)⾼速性,经优化的SIFT匹配算法甚⾄可以达到实时的要求;5)可扩展性,可以很⽅便的与其他形式的特征向量进⾏联合。

1.3、特征检测SIFT特征检测主要包括以下4个基本步骤:1)尺度空间极值检测:搜索所有尺度上的图像位置。

特征提取技术简介(五)

特征提取技术简介(五)

特征提取技术简介特征提取技术是一种在信号处理、图像处理、语音识别等领域中广泛应用的技术,它的作用是从原始数据中提取出具有代表性的特征,以便于进一步的分析和处理。

在本文中,我们将介绍特征提取技术的基本原理、常用方法和应用领域。

一、特征提取的基本原理特征提取的基本原理是通过一系列数学方法将原始数据转化为具有代表性的特征向量。

这些特征向量可以准确地描述原始数据的特点,从而方便后续的分类、聚类和识别等任务。

在图像处理中,特征可以是像素的颜色、纹理等信息;在语音识别中,特征可以是声音的频谱、声音的强度等信息。

特征提取的目标是找到一个合适的映射函数,将原始数据映射到一个高维特征空间中,并且保留了原始数据的主要特征。

这个映射函数通常通过一系列的数学变换来实现,比如傅里叶变换、小波变换、主成分分析等。

二、常用的特征提取方法1. 傅里叶变换(Fourier Transform)傅里叶变换是一种将时域信号转换为频域信号的方法,它可以将信号分解为不同频率的成分。

在图像处理中,傅里叶变换可以将图像转换为频谱图,从而提取图像的频域特征。

2. 小波变换(Wavelet Transform)小波变换是一种时频域分析方法,它可以将信号分解为不同尺度和频率的成分。

小波变换在图像处理和语音识别中得到了广泛应用,它可以提取图像的纹理特征和语音的频谱特征。

3. 主成分分析(Principal Component Analysis)主成分分析是一种多变量统计分析方法,它可以将原始数据转换为一组互相不相关的主成分。

在图像处理和模式识别中,主成分分析可以提取出图像的主要特征,并且减少数据的维度。

4. 自编码器(Autoencoder)自编码器是一种无监督学习方法,它可以通过神经网络将原始数据映射到一个低维的特征空间。

自编码器在图像处理和语音识别中得到了广泛应用,它可以学习到数据的隐含特征,并且减少数据的维度。

三、特征提取技术的应用领域特征提取技术在各种领域中得到了广泛的应用,比如计算机视觉、模式识别、生物信息学等。

opencv hog特征提取

opencv hog特征提取

opencv hog特征提取OpenCV HOG特征提取目录一、什么是HOG特征二、OpenCV中HOG的使用三、OpenCV进行HOG特征提取的步骤一、什么是HOG特征HOG(Histogram of Oriented Gradients)梯度方向直方图,是用来提取图像中目标的特征。

它主要由梯度方向直方图和纹理直方图组成,可以提取图像的纹理特征和形状特征,是一种常用的目标检测方法。

二、OpenCV中HOG的使用OpenCV是一个开源的计算机视觉库,用于实现图像处理、计算机视觉等功能,它拥有强大的计算机视觉函数,可以通过调用这些函数来实现HOG特征提取的功能,其中包括HOGDescriptor类。

HOGDescriptor类可以提取图像的HOG特征,其中包含着关于梯度角度和长度的信息,以及有关纹理的信息,可以用来提取图像中的目标形状和纹理特征。

三、OpenCV进行HOG特征提取的步骤1、安装OpenCV首先,需要安装好OpenCV的库文件,可以使用pip或者anaconda 等方式安装,也可以在opencv官网上下载源码自行编译安装。

2、导入必要的库使用HOGDescriptor类提取HOG特征,因此需要导入OpenCV拥有的库文件,如:import cv23、读取图片读取要提取HOG特征的图片,使用cv2.imread()函数读取图片,同时转化为灰度图片,如:image = cv2.imread('image.jpg')gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY)4、定义HOGDescriptor类接下来,定义一个HOGDescriptor类,设置HOG检测器的参数,如blockSize,cellSize,nbins等,全部参数的详细说明可以参考OpenCV官方文档,如:hog = cv2.HOGDescriptor(...)5、计算HOG特征然后,调用pute()函数,计算图片中的HOG特征,如: features = pute(gray)6、得到HOG特征最后,得到HOG特征,这些HOG特征可以作为输入,用于后续的目标检测任务。

图像识别中的特征提取方法综述

图像识别中的特征提取方法综述

图像识别中的特征提取方法综述图像识别是计算机视觉领域中的重要研究方向,它涉及许多应用领域,如人脸识别、目标检测和场景理解等。

在图像识别中,特征提取是至关重要的步骤之一,它通过从图像中提取出具有代表性的特征来帮助计算机理解图像。

本文将综述图像识别中常用的特征提取方法,并对它们的原理和应用进行介绍。

一、基于点特征的提取方法1. SIFT(尺度不变特征变换):SIFT是一种局部特征描述算法,它通过检测图像中的关键点,并计算这些关键点周围区域的局部特征向量。

SIFT具有尺度不变性和旋转不变性,适用于各种尺度和旋转变换的图像匹配任务。

2. SURF(加速稳健特征):SURF是一种基于SIFT的改进算法,它借鉴了SIFT的思想并进行了优化,提高了特征提取的速度和鲁棒性。

SURF通过计算图像中的快速Hessian矩阵来检测关键点,并通过计算Haar小波响应来描述关键点的局部特征。

二、基于区域特征的提取方法1. HOG(方向梯度直方图):HOG是一种用于目标检测的特征描述算法,它通过计算图像中的梯度直方图来描述图像的局部特征。

HOG通过将图像划分为小的区域块,并计算每个块内像素的梯度方向直方图来表示图像的特征。

2. LBP(局部二值模式):LBP是一种用于纹理识别的特征描述算法,它通过将图像中的像素值与其邻域像素值进行比较,并构造局部二值模式来表示图像的纹理特征。

LBP具有旋转不变性和光照不变性,适用于纹理分类和人脸识别等任务。

三、基于深度学习的特征提取方法1. CNN(卷积神经网络):CNN是一种基于深度学习的特征提取方法,它模拟了生物视觉系统中的神经元连接模式,能够自动学习图像中的特征表示。

CNN通过堆叠多个卷积层、池化层和全连接层来提取图像的特征,并用于图像分类、目标检测和物体分割等任务。

2. GAN(生成对抗网络):GAN是一种基于生成模型的特征提取方法,它由生成器和判别器组成,通过对抗训练的方式来学习图像的特征表示。

c++ opencv haar特征提取 代码

c++ opencv haar特征提取 代码

C++ OpenCV Haar特征提取代码一、背景介绍在计算机视觉和图像处理领域,特征提取是一项重要的技术,它用于从图像中提取出具有代表性和区分性的特征,以便后续的目标检测、识别和分类等任务。

Haar特征是一种常用的图像特征提取方法,它通过对图像中的局部区域进行像素值的加减运算来描述图像的特征。

本文将介绍如何使用C++语言结合OpenCV库来实现Haar特征提取的代码。

二、代码实现步骤1. 安装OpenCV库需要确保已经在计算机上安装了OpenCV库。

如果没有安装,可以通过以下步骤来进行安装:a. 下载OpenCV库的安装包并解压缩到本地目录。

b. 配置CMake并选择合适的编译选项,生成OpenCV的编译文件。

c. 编译和安装OpenCV库到系统目录。

2. 导入必要的头文件和命名空间在C++代码的开头部分,需要导入OpenCV库的头文件,并使用cv 命名空间,代码如下:```cpp#include <opencv2/opencv.hpp>using namespace cv;```3. 加载图像并转换为灰度图接下来,需要加载待处理的图像并将其转换为灰度图,代码如下:```cppMat image = imread("input.jpg");Mat grayImage;cvtColor(image, grayImage, COLOR_BGR2GRAY);```4. 加载Haar分类器在实现Haar特征提取之前,需要加载Haar分类器的xml文件,该文件包含了Haar特征的模型参数信息,可以通过以下代码来加载Haar分类器:```cppCascadeClassifier classifier;classifier.load("haarcascade_frontalface_alt.xml");```5. 检测图像中的目标利用加载的Haar分类器,可以对图像中的目标进行检测,代码如下:```cppstd::vector<Rect> targets;classifier.detectMultiScale(grayImage, targets);```6. 绘制检测结果可以利用OpenCV的绘图函数来在原图像上绘制出检测到的目标区域,代码如下:```cppfor (int i = 0; i < targets.size(); i++) {rectangle(image, targets[i], Scalar(0, 255, 0), 2);}```7. 显示和保存结果可以利用imshow函数显示处理后的图像,并利用imwrite函数保存结果图像,代码如下:```cppimshow("Result", image);imwrite("result.jpg", image);w本人tKey(0);```三、总结通过以上步骤,可以实现基于C++和OpenCV的Haar特征提取代码,该代码可以用于图像中目标的检测和定位。

opencv模型训练原理

opencv模型训练原理

opencv模型训练原理一、数据准备在进行模型训练之前,首先需要准备训练数据。

训练数据是指用于训练模型的图像样本或视频序列。

通常情况下,训练数据需要包含正样本和负样本。

正样本是指待识别的目标,负样本是指与目标无关的图像。

为了提高训练效果,还可以增加一些正样本的变体,如不同角度、不同光照条件下的目标图像。

数据准备的过程包括收集、标注和预处理。

二、特征提取特征提取是将图像转换为计算机可以理解的向量表示的过程。

在OpenCV中,常用的特征提取方法包括HOG(Histogram of Oriented Gradients)、SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)、SURF(Speeded Up Robust Features)等。

这些方法可以提取图像的局部特征、纹理特征、颜色特征等。

特征提取的目的是提取出具有区分性的特征,以便模型能够准确地进行分类和识别。

三、模型选择在OpenCV中,可以选择不同的模型进行训练,如支持向量机(SVM)、神经网络、决策树等。

模型的选择要根据具体的任务和数据特点来确定,不同的模型适用于不同的场景。

通常情况下,模型的选择是基于经验和实验结果的,可以通过训练不同的模型并比较它们的性能来选择最合适的模型。

四、模型训练模型训练是指通过使用训练数据来学习模型的参数和权重。

在OpenCV中,模型训练的过程可以使用现有的机器学习算法和优化方法。

常用的训练方法包括梯度下降、随机梯度下降、均方误差等。

模型训练的目标是使得模型能够尽可能地准确地分类和识别图像。

五、模型评估在模型训练完成后,需要对训练得到的模型进行评估。

评估模型的性能可以通过计算准确率、召回率、精确率等指标来完成。

通常情况下,可以将一部分数据作为测试集,用于评估模型在未见过的数据上的表现。

通过模型评估,可以判断模型的泛化能力和鲁棒性。

六、模型优化在模型评估的基础上,可以对模型进行优化。

模型优化的目的是提高模型的性能和泛化能力。

OpenCV提取ORB特征并匹配

OpenCV提取ORB特征并匹配

OpenCV提取ORB特征并匹配OpenCV是一个开源的计算机视觉库,提供了丰富的图像处理和计算机视觉算法。

其中ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF)是一种旋转不变的特征描述子算法,结合了FAST角点检测和BRIEF特征描述子。

在本文中,我们将使用OpenCV提取ORB特征,并进行特征匹配。

特征提取是计算机视觉中最基本的任务之一,它能够从图像中提取出一些最具代表性的特征点,用来描述图像中的信息。

ORB是一种旋转不变的特征描述子算法,它能够在一定程度上保持图像特征的不变性,对于旋转、平移和尺度变化具有较好的鲁棒性。

首先,我们需要安装OpenCV库,可以使用pip命令进行安装:``` pythonpip install opencv-python```接下来,我们将使用`cv2.ORB_create(`方法创建一个ORB对象,并设置一些参数,如:``` pythonorb = cv2.ORB_create(nfeatures=1000, scaleFactor=1.2,nlevels=8, edgeThreshold=31, firstLevel=0, WTA_K=2, patchSize=31, fastThreshold=20)```其中,`nfeatures`参数表示我们要提取的特征点的最大数量,`scaleFactor`控制金字塔图像之间的尺度比例,`nlevels`表示金字塔图像的层数,`edgeThreshold`是FAST角点检测的阈值,`WTA_K`是BRIEF描述子的比特位数,`patchSize`是用于计算BRIEF描述子的窗口大小,`fastThreshold`是FAST角点检测的阈值。

``` python```其中,`image`是输入的图像。

`keypoints`是一个包含提取出的特征点的列表,每个特征点包含了其在图像中的位置等信息。

`descriptors`是一个矩阵,每一行表示一个特征点的特征描述子。

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特征提取是计算机视觉和图像处理中的一个概念。

它指的是使用计算机提取图像信息,决定每个图像的点是否属于一个图像特征。

特征提取的结果是把图像上的点分为不同的子集,这些子集往往属于孤立的点、连续的曲线或者连续的区域。

特征的定义至今为止特征没有万能和精确的定义。

特征的精确定义往往由问题或者应用类型决定。

特征是一个数字图像中“有趣”的部分,它是许多计算机图像分析算法的起点。

因此一个算法是否成功往往由它使用和定义的特征决定。

因此特征提取最重要的一个特性是“可重复性”:同一场景的不同图像所提取的特征应该是相同的。

特征提取是图象处理中的一个初级运算,也就是说它是对一个图像进行的第一个运算处理。

它检查每个像素来确定该像素是否代表一个特征。

假如它是一个更大的算法的一部分,那么这个算法一般只检查图像的特征区域。

作为特征提取的一个前提运算,输入图像一般通过高斯模糊核在尺度空间中被平滑。

此后通过局部导数运算来计算图像的一个或多个特征。

有时,假如特征提取需要许多的计算时间,而可以使用的时间有限制,一个高层次算法可以用来控制特征提取阶层,这样仅图像的部分被用来寻找特征。

由于许多计算机图像算法使用特征提取作为其初级计算步骤,因此有大量特征提取算法被发展,其提取的特征各种各样,它们的计算复杂性和可重复性也非常不同。

边缘边缘是组成两个图像区域之间边界(或边缘)的像素。

一般一个边缘的形状可以是任意的,还可能包括交叉点。

在实践中边缘一般被定义为图像中拥有大的梯度的点组成的子集。

一些常用的算法还会把梯度高的点联系起来来构成一个更完善的边缘的描写。

这些算法也可能对边缘提出一些限制。

局部地看边缘是一维结构。

角角是图像中点似的特征,在局部它有两维结构。

早期的算法首先进行边缘检测,然后分析边缘的走向来寻找边缘突然转向(角)。

后来发展的算法不再需要边缘检测这个步骤,而是可以直接在图像梯度中寻找高度曲率。

后来发现这样有时可以在图像中本来没有角的地方发现具有同角一样的特征的区域。

区域与角不同的是区域描写一个图像中的一个区域性的结构,但是区域也可能仅由一个像素组成,因此许多区域检测也可以用来监测角。

一个区域监测器检测图像中一个对于角监测器来说太平滑的区域。

区域检测可以被想象为把一张图像缩小,然后在缩小的图像上进行角检测。

脊长条形的物体被称为脊。

在实践中脊可以被看作是代表对称轴的一维曲线,此外局部针对于每个脊像素有一个脊宽度。

从灰梯度图像中提取脊要比提取边缘、角和区域困难。

在空中摄影中往往使用脊检测来分辨道路,在医学图像中它被用来分辨血管。

特征抽取特征被检测后它可以从图像中被抽取出来。

这个过程可能需要许多图像处理的计算机。

其结果被称为特征描述或者特征向量。

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物体表面真实的纹理。

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”。

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。

(二)常用的特征提取与匹配方法纹理特征描述方法分类(1)统计方法统计方法的典型代表是一种称为灰度共生矩阵的纹理特征分析方法Gotlieb 和 Kreyszig 等人在研究共生矩阵中各种统计特征基础上,通过实验,得出灰度共生矩阵的四个关键特征:能量、惯量、熵和相关性。

统计方法中另一种典型方法,则是从图像的自相关函数(即图像的能量谱函数)提取纹理特征,即通过对图像的能量谱函数的计算,提取纹理的粗细度及方向性等特征参数(2)几何法所谓几何法,是建立在纹理基元(基本的纹理元素)理论基础上的一种纹理特征分析方法。

纹理基元理论认为,复杂的纹理可以由若干简单的纹理基元以一定的有规律的形式重复排列构成。

在几何法中,比较有影响的算法有两种:Voronio 棋盘格特征法和结构法。

(3)模型法模型法以图像的构造模型为基础,采用模型的参数作为纹理特征。

典型的方法是随机场模型法,如马尔可夫(Markov)随机场(MRF)模型法和 Gibbs 随机场模型法(4)信号处理法纹理特征的提取与匹配主要有:灰度共生矩阵、Tamura 纹理特征、自回归纹理模型、小波变换等。

灰度共生矩阵特征提取与匹配主要依赖于能量、惯量、熵和相关性四个参数。

Tamura 纹理特征基于人类对纹理的视觉感知心理学研究,提出6种属性,即:粗糙度、对比度、方向度、线像度、规整度和粗略度。

自回归纹理模型(simultaneous auto-regressive, SAR)是马尔可夫随机场(MRF)模型的一种应用实例。

三、形状特征(一)特点:各种基于形状特征的检索方法都可以比较有效地利用图像中感兴趣的目标来进行检索,但它们也有一些共同的问题,包括:①目前基于形状的检索方法还缺乏比较完善的数学模型;②如果目标有变形时检索结果往往不太可靠;③许多形状特征仅描述了目标局部的性质,要全面描述目标常对计算时间和存储量有较高的要求;④许多形状特征所反映的目标形状信息与人的直观感觉不完全一致,或者说,特征空间的相似性与人视觉系统感受到的相似性有差别。

另外,从 2-D 图像中表现的 3-D 物体实际上只是物体在空间某一平面的投影,从2-D 图像中反映出来的形状常不是 3-D 物体真实的形状,由于视点的变化,可能会产生各种失真。

(二)常用的特征提取与匹配方法Ⅰ几种典型的形状特征描述方法通常情况下,形状特征有两类表示方法,一类是轮廓特征,另一类是区域特征。

图像的轮廓特征主要针对物体的外边界,而图像的区域特征则关系到整个形状区域。

几种典型的形状特征描述方法:(1)边界特征法该方法通过对边界特征的描述来获取图像的形状参数。

其中Hough 变换检测平行直线方法和边界方向直方图方法是经典方法。

Hough 变换是利用图像全局特性而将边缘像素连接起来组成区域封闭边界的一种方法,其基本思想是点—线的对偶性;边界方向直方图法首先微分图像求得图像边缘,然后,做出关于边缘大小和方向的直方图,通常的方法是构造图像灰度梯度方向矩阵。

(2)傅里叶形状描述符法傅里叶形状描述符(Fourier shape deors)基本思想是用物体边界的傅里叶变换作为形状描述,利用区域边界的封闭性和周期性,将二维问题转化为一维问题。

由边界点导出三种形状表达,分别是曲率函数、质心距离、复坐标函数。

(3)几何参数法形状的表达和匹配采用更为简单的区域特征描述方法,例如采用有关形状定量测度(如矩、面积、周长等)的形状参数法(shape factor)。

在 QBIC 系统中,便是利用圆度、偏心率、主轴方向和代数不变矩等几何参数,进行基于形状特征的图像检索。

需要说明的是,形状参数的提取,必须以图像处理及图像分割为前提,参数的准确性必然受到分割效果的影响,对分割效果很差的图像,形状参数甚至无法提取。

(4)形状不变矩法利用目标所占区域的矩作为形状描述参数。

(5)其它方法近年来,在形状的表示和匹配方面的工作还包括有限元法(Finite Element Method 或 FEM)、旋转函数(Turning )和小波描述符(Wavelet Deor)等方法。

Ⅱ 基于小波和相对矩的形状特征提取与匹配该方法先用小波变换模极大值得到多尺度边缘图像,然后计算每一尺度的 7个不变矩,再转化为 10 个相对矩,将所有尺度上的相对矩作为图像特征向量,从而统一了区域和封闭、不封闭结构。

四、空间关系特征(一)特点:所谓空间关系,是指图像中分割出来的多个目标之间的相互的空间位置或相对方向关系,这些关系也可分为连接/邻接关系、交叠/重叠关系和包含/包容关系等。

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