第十一章 图像特征提取与分类[152页]
数字图像处理 第十一章 图像特征提取与分类
11.3.2 神经网络方法
（二）、BP神经网络算法 BP (Back Propagation)神经网络全称为基于误差反向传播算法
的人工神经网络。相比较于数字计算机，人工神经网络在构成原理和 功能特点等方面更加接近人脑，与计算机不同，它不是按给定的程序 一步一步地执行运算，而是能够自身适应环境、总结规律、完成某种 运算、识别或过程控制。
(1)以每个关键点为中心选择一个大小为41×41的像斑 (2)分别计算区域内像素点（不包括边缘点）的垂直，水平梯度，得到 一个2×39×39=3042 维的特征向量。
11.4.2 增强型PCA-SIFT特征提取
(3)将关键点特征向量组成一个k×3042的矩阵A (4)使用PCA算法，得到一个n×3042的投影矩阵。 计算PCA-SIFT 投影矩阵的步骤：首先选取有代表性的图像，检测到这 些图像的所有关键点之后， (1)以每个关键点为中心选择一个大小为41×41的像斑 (2)分别计算区域内像素点（不包括边缘点）的垂直，水平梯度，得到一 个2×39×39=3042 维的特征向量。 (3)将关键点特征向量组成一个k×3042的矩阵A (4)使用PCA算法，得到一个n×3042的投影矩阵。
地解决由于环境变化而引起的图像变化问题。 该算法分为三个部分：Gabor变换，投影分析确定人眼区域的横坐
标和纵坐标。
11.4.1 基于Gabor滤波人眼定位算法
（二）、人脸图像的Gabor变换 Gabor滤波器的核函数
11.4.1 基于Gabor滤波人眼定位算法
Gabor基的实部
11.4.1 基于Gabor滤波人眼定位算法
（一）、BP神经网络的基本结构 BP网络是一种单向传播的多层前向网络，它具有三层或三层以上的神
图像识别中的特征提取及分类算法研究
图像识别中的特征提取及分类算法研究图像识别是计算机视觉领域的重要研究方向之一，广泛应用于人脸识别、物体检测、人工智能等领域。
而在图像识别中，特征提取和分类算法是关键步骤，对于提升图像识别的准确性和效率起着至关重要的作用。
本文将深入研究图像识别中的特征提取及分类算法，并进行详细阐述。
一、特征提取图像识别中的特征提取是将图像中的有用信息抽取出来，为后续的分类任务提供有效的特征表示。
常用的图像特征提取方法有颜色特征、纹理特征和形状特征等。
1. 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表示的方法。
它可以通过统计图像中各个像素的颜色分布情况，或者利用颜色直方图、颜色矩等统计特征来进行描述。
在实际应用中，颜色特征常用于物体识别、图像分类等任务中。
2. 纹理特征纹理特征是指利用图像中的纹理信息来进行特征表示的方法。
纹理可以通过图像局部像素之间的灰度变化来描述，比如利用灰度共生矩阵、小波变换、Gabor滤波器等方法来提取纹理特征。
纹理特征对于纹理类物体的识别和分类具有较好的性能。
3. 形状特征形状特征是指利用图像中物体的外形和轮廓信息来进行特征表示的方法。
它可以通过计算物体的边缘信息、轮廓曲线、面积等参数来进行描述。
形状特征广泛应用于物体检测、目标跟踪等领域。
二、分类算法分类算法是通过对提取到的图像特征进行分析和学习，将图像分为不同的类别。
常用的分类算法包括传统的机器学习算法和深度学习算法。
1. 传统机器学习算法传统机器学习算法是指利用统计学方法和数学模型来进行图像分类的算法。
常见的传统机器学习算法有支持向量机(SVM)、K最近邻(KNN)、决策树等。
这些算法通过对训练样本的特征进行分析和学习，构建分类模型，从而对测试样本进行分类预测。
2. 深度学习算法深度学习算法是近年来发展起来的一种学习方法，它通过构建深层神经网络模型来进行图像分类。
深度学习算法在图像识别任务中取得了显著的突破。
常用的深度学习算法有卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)等。
数字图像处理 第十一章 图像特征提取与分类
11.3.2 神经网络方法
（二）、BP神经网络算法 BP (Back Propagation)神经网络全称为基于误差反向传播算法
11.2.1 低层次特征提取
（三）、最小外接矩形——长轴与短轴
11.2.1 低层次特征提取
MER计算方法：将物体每次以左右的增量在范围内旋转。每旋转一次， 记录其坐标系方向上的外接矩形边缘点的最大和最小值，从而求出外接矩 形的面积。
11.2.2 高层次特征提取
（一）、链码 利用一系列具有特定长度和方向的相连直线段来表示目标的边界。 算法描述： (1)给每一个线段一个方向编码； (2)有4链码和8链码两种编码方法； (3)从起点开始，沿边界编码，至起点被重新碰到，结束一个对象的编码。
标变化为x(l)+jy(l)是一个以形状边界周长为周期的函数。
11.2.2 高层次特征提取
反变换
11.2.2 高层次特征提取
原图 K=64
p=4
p=61
p=62
11.2.2 高层次特征提取
（三）、纹理谱
像素点的纹理单元TU
11.2.2 高层次特征提取
像素值的纹理模式
归一化的纹理谱
11.3 图像特征分类基础
链码旋转归 一化的意义
原始链码在边界旋转后发生变化，所以利用链码的一阶差分来重新构 造的序列就不会随边界的旋转而变化。
实现一阶差分链码：通过计算目标元素与其逆时针方向相邻元素的数 字来得到。
11.2.2 高层次特征提取
旋转归一化
11.2.2 高层次特征提取
（二）、傅立叶描绘子 假定物体的形状是一条封闭的曲线，沿边界曲线上的一个动点p(l)的坐
11.1特征提取及分类概述
遥感图像处理中的特征提取与分类算法
遥感图像处理中的特征提取与分类算法1. 引言遥感图像处理是利用卫星或航空平台获取的图像数据进行分析和提取信息的过程。
特征提取与分类是遥感图像处理中的重要环节，它能够将图像中的信息转化为计算机可处理的形式，为后续的应用提供有意义的数据基础。
本文将介绍遥感图像处理中常用的特征提取与分类算法。
2. 特征提取算法在遥感图像处理中，特征提取是将图像中的主要信息提取出来，以便进行进一步的分析与应用。
常用的特征提取算法包括:2.1 灰度共生矩阵灰度共生矩阵(Grey-level Co-occurrence Matrix，GLCM)是一种统计图像灰度级彼此配对的位置和出现频率情况的矩阵。
通过计算图像中像素点之间的灰度分布特性，可以提取出纹理特征信息。
2.2 主成分分析主成分分析(Principal Component Analysis，PCA)是一种常用的减少特征维度的方法。
它通过对图像数据进行线性变换，将原始的高维数据转化为低维的特征子空间，保留数据中最主要的信息。
2.3 尺度不变特征变换尺度不变特征变换(Scale-Invariant Feature Transform，SIFT)是一种在图像中检测关键点并进行特征描述的算法。
SIFT算法在尺度变换、旋转变换、光照变换等情况下均能提取出稳定的特征点。
3. 分类算法在特征提取完成后，需要将图像进行分类，将其归类为预先定义好的类别。
常用的分类算法包括:3.1 支持向量机支持向量机(Support Vector Machine，SVM)是一种基于统计学习理论的分类算法。
它通过在特征空间中找到最优超平面，将不同类别的样本分开。
3.2 K最近邻算法K最近邻(K-Nearest Neighbor，KNN)算法是一种基于样本最邻近的分类方法。
它通过计算未知样本与已知样本之间的距离，并选择最接近的K个已知样本进行分类。
3.3 随机森林随机森林(Random Forest)是一种基于集成学习的分类算法。
图像处理中的特征提取与分类方法
图像处理中的特征提取与分类方法图像处理技术是指利用计算机和数字图像处理技术来处理不同类型的图像，从而得到有效的信息。
图像处理被广泛应用于医学诊断、数字水印、娱乐、安防领域等方面。
其中一个重要的步骤就是图像的特征提取与分类，下面我将详细介绍这个过程中所用到的方法。
一、特征提取特征提取是图像处理中最关键的步骤之一。
图像中的特征是指具有区别度的、代表性的、不同的属性，不同的特征可以用于不同的分类任务。
在图像处理中，特征可以分为两种类型：结构特征和统计特征。
1. 结构特征结构特征是基于像素本身的一些属性来描述图像的特征，包括如下几种：（1）边缘特征：边缘是图像上两种不同灰度的区域之间的分界线。
边缘特征可以通过边缘检测算法来提取。
（2）角点特征：角点是图像上局部区域的转折点，可以用于跟踪和目标检测。
（3）纹理特征：纹理是图像上一种空间上或颜色上呈现规律的、重复的模式，可以用于纹理识别。
（4）形状特征：形状可以描述物体的几何形状，如圆、椭圆、矩形等。
2. 统计特征统计特征是通过对图像各个像素灰度值的统计分布来描述图像的特征，包括如下几种：（1）直方图：直方图描述了图像每个像素的灰度值出现的次数。
（2）均值和方差：均值表示图像区域内像素灰度值的平均值，方差表示图像区域内像素灰度值的变异程度。
（3）能量和熵：能量表示图像区域内像素良好分布的程度，熵表示图像区域内像素的信息量。
二、分类方法特征提取后，需要将其用于图像分类。
在图像分类上，根据不同任务，可以采用不同的分类方法。
1. 传统分类方法传统分类方法是指基于数学模型来描述图像特征和分类关系的分类方法，主要包括如下几种：（1）KNN算法：KNN算法是指K-近邻算法，是一种基于样本的分类方法。
对于一个测试样本，找出与它最相似的K个训练样本，用它们的分类标签中出现最多的作为预测结果。
（2）SVM算法：SVM算法是指支持向量机算法，是一种二分类模型，可以采用核函数进行非线性分类。
图像处理中的特征提取与分类算法
图像处理中的特征提取与分类算法图像处理是指通过计算机技术对图像进行分析、处理和识别，是一种辅助人类视觉系统的数字化技术。
在图像处理中，特征提取与分类算法是非常重要的一个环节，它能够从图像中提取出不同的特征，并对这些特征进行分类，从而实现图像的自动化处理和识别。
本文将对图像处理中的特征提取与分类算法进行详细介绍，主要包括特征提取的方法、特征分类的算法、以及在图像处理中的应用。
一、特征提取的方法1.1颜色特征提取颜色是图像中最直观的特征之一，它能够有效地描述图像的内容。
颜色特征提取是通过对图像中的像素点进行颜色分析，从而得到图像的颜色分布信息。
常用的颜色特征提取方法有直方图统计法、颜色矩法和颜色空间转换法等。
直方图统计法是通过统计图像中每种颜色的像素点数量，从而得到图像的颜色直方图。
颜色矩法则是通过对图像的颜色分布进行矩运算，从而得到图像的颜色特征。
颜色空间转换法是将图像从RGB颜色空间转换到其他颜色空间，比如HSV颜色空间，从而得到图像的颜色特征。
1.2纹理特征提取纹理是图像中的一种重要特征，它能够描述图像中不同区域的物体表面特性。
纹理特征提取是通过对图像中的像素点进行纹理分析，从而得到图像的纹理信息。
常用的纹理特征提取方法有灰度共生矩阵法、小波变换法和局部二值模式法等。
灰度共生矩阵法是通过统计图像中不同像素点的灰度级别分布，从而得到图像的灰度共生矩阵，进而得到图像的纹理特征。
小波变换法是通过对图像进行小波变换，从而得到图像的频域信息，进而得到图像的纹理特征。
局部二值模式法是采用局部像素间差异信息作为纹理特征，从而得到图像的纹理特征。
1.3形状特征提取形状是图像中的一种重要特征，它能够描述图像中物体的外形和结构。
形状特征提取是通过对图像中的像素点进行形状分析，从而得到图像的形状信息。
常用的形状特征提取方法有轮廓分析法、边缘检测法和骨架提取法等。
轮廓分析法是通过对图像中物体的外轮廓进行分析，从而得到图像的形状特征。
图像特征及图像特征提取
图像特征及图像特征提取图像特征是图像中的显著和重要的信息，用于描述和区分不同的图像。
图像特征提取是从图像中提取这些特征的过程。
图像特征可以分为两类：全局特征和局部特征。
全局特征是整个图像的统计性质，例如颜色直方图、颜色矩和纹理特征等。
局部特征则是在图像的局部区域中提取的特征，例如SIFT（尺度不变特征变换）、HOG（方向梯度直方图）和SURF（加速稳健特征）等。
图像特征提取的过程可以分为以下几步：1.预处理：对图像进行去噪、图像增强、颜色空间转换等处理，以提高图像的质量和可分辨性。
2.特征选择：根据具体应用需求和图像特征的表达能力，选择适合的特征。
例如，对于目标识别任务，可以选择具有良好局部不变性和可区分性的局部特征。
3.特征提取：根据选择的特征，从图像中提取特征。
对于全局特征，可以使用颜色直方图、颜色矩、纹理特征等方法；对于局部特征，可以使用SIFT、HOG、SURF等方法。
4.特征表示：将提取的特征表示为向量或矩阵形式，以便后续的分类、检索或识别任务。
5.特征匹配：对于图像检索、图像匹配等任务，需要将查询图像的特征与数据库中的图像特征进行比较和匹配，找到最相似的图像。
图像特征提取的方法和算法有很多，以下是一些常用的方法：1.颜色特征：颜色是图像的重要特征之一、颜色直方图描述了图像中每个颜色的分布情况，颜色矩描述了图像中颜色的平均值和方差等统计性质。
2.纹理特征：纹理是图像中的重要结构信息。
常用的纹理特征提取方法有灰度共生矩阵、方向梯度直方图、小波变换等。
3.形状特征：形状是物体的基本属性之一、形状特征提取方法有边缘检测、形状描述子等。
4.尺度不变特征变换（SIFT）：SIFT是一种局部特征提取方法，具有尺度不变性和旋转不变性，适用于图像匹配和目标识别任务。
5.方向梯度直方图（HOG）：HOG是一种局部特征提取方法，通过计算图像中每个像素的梯度方向和强度，获得图像的局部特征。
6.加速稳健特征（SURF）：SURF是一种局部特征提取方法，具有尺度不变性和旋转不变性，适用于图像匹配和目标识别任务。
数字像处理中的特征提取与分类
数字像处理中的特征提取与分类在数字图像处理中，特征提取和分类是两个关键的步骤。
特征提取是指从图像中提取出代表其特点和属性的信息，而分类则是根据这些特征将图像分成不同的类别。
本文将就数字图像处理中的特征提取和分类方法进行详细探讨。
一、特征提取特征提取是数字图像处理中的重要步骤，它能够将图像中的信息转化为计算机能够理解的形式。
常见的特征提取方法包括灰度直方图、边缘检测、纹理分析等。
1. 灰度直方图灰度直方图是对图像中像素灰度级分布的统计，它能够反映图像的明暗程度和对比度。
通过计算图像的灰度直方图，可以得到一组表示图像灰度分布的特征向量。
2. 边缘检测边缘是图像中灰度差异较大的地方，边缘检测是指从图像中提取出边缘信息的过程。
常见的边缘检测算法包括Sobel算子、Canny算子等，它们能够通过计算像素点周围的灰度差异来检测出边缘。
3. 纹理分析纹理是指图像中重复出现的局部结构，纹理分析是指从图像中提取出纹理信息的过程。
常见的纹理分析方法包括灰度共生矩阵、小波变换等，它们能够通过计算局部像素的灰度关系来提取纹理特征。
二、分类分类是将具有相似特征的图像归为一类的过程，它能够帮助我们理解和组织大量的图像数据。
常见的分类方法包括基于统计的方法、基于机器学习的方法等。
1. 基于统计的方法基于统计的方法是一种简单有效的分类方法，它通过计算图像的统计特征来进行分类。
常见的统计特征包括均值、方差、相关系数等，通过比较这些统计特征，可以将图像分成不同的类别。
2. 基于机器学习的方法基于机器学习的方法是一种更加复杂和高级的分类方法，它通过训练一个分类器来自动学习和识别图像。
常见的机器学习算法包括支持向量机、神经网络等，通过训练这些分类器，可以根据图像的特征将其分到正确的类别。
三、实际应用特征提取和分类在许多领域中都有广泛的应用。
例如在医学影像处理中，通过提取肿瘤特征并将其分类，可以帮助医生进行疾病诊断和治疗。
在安防监控中，通过提取运动物体的特征并将其分类，可以实现物体跟踪和行为分析。
基于机器学习的图像特征提取与分类算法
基于机器学习的图像特征提取与分类算法图像特征提取与分类算法是现代计算机视觉领域中的重要研究方向之一。
随着大数据和机器学习的快速发展，利用机器学习方法自动地从图像中提取有用的特征并进行分类已经成为可能。
本文将介绍基于机器学习的图像特征提取与分类算法的基本概念和常用方法。
一、图像特征提取的基本概念图像特征提取是指从图像中提取出能够用来描述图像特性的低维特征。
传统的图像特征包括颜色、纹理和形状等，而现在基于机器学习的图像特征提取方法还包括基于深度学习的特征提取。
对于每个图像，可以通过计算一系列特征来表示它的特征向量，从而实现对图像内容的描述。
二、常用的图像特征提取算法1. 颜色特征提取算法：颜色是图像中最直观和重要的特征之一。
常用的颜色特征提取算法包括颜色直方图、颜色矩和颜色熵等。
颜色直方图表示图像中各个颜色在整个图像中的分布情况，颜色矩则用来描述颜色的均值和方差，而颜色熵则能反映出图像中颜色的分散程度。
2. 纹理特征提取算法：纹理是图像中重要的视觉特征之一，它可以用于区分不同的物体和图像结构。
常用的纹理特征提取算法包括局部二进制模式（Local Binary Patterns，LBP）、灰度共生矩阵（Gray Level Co-occurrence Matrix，GLCM）和Gabor 滤波器等。
这些算法可以通过计算图像中像素之间的灰度差异和方向来提取纹理特征。
3. 形状特征提取算法：形状是图像中表示物体和目标的结构特征。
常用的形状特征提取算法包括边缘检测、边界距离变换（Distance Transform）和Zernike矩等。
对于每个图像，可以通过计算一系列形状特征来描述其边界和形状。
三、基于机器学习的图像分类算法图像分类是指将具有相似特征的图像归到同一类别的任务。
基于机器学习的图像分类算法主要包括监督学习和无监督学习方法。
1. 监督学习算法：监督学习算法需要提供标记好的训练数据集，其中每个图像都有对应的标签。
图像处理中的特征提取与分类方法
图像处理中的特征提取与分类方法随着数字技术的日益发展，图像处理技术已经被广泛应用在各个领域，比如医学图像、安防图像等等。
在这些应用领域中，往往需要从大量的图像数据中提取出有用的特征并进行分类，这是图像处理中一个非常重要的研究方向。
本文将从特征提取和分类两个方面阐述图像处理技术中的相关知识。
一、特征提取在图像处理中，提取图像的特征信息是非常重要的。
通过特征提取，可以将图像数据转换为向量或参数形式，在这种形式下，可以使用各种算法，比如分类、聚类等算法来对图像进行分析、识别和分类。
在特征提取过程中，除了要考虑有效性和鲁棒性之外，还要考虑算法的复杂度，因为这往往关系到算法的实际应用效果。
在特征提取中，有很多方法被广泛使用。
其中比较典型的方法有颜色直方图、灰度共生矩阵、小波变换等。
1. 颜色直方图颜色直方图是一种常用的特征提取方法，它是对图像中像素颜色的频度分布进行统计。
可以将图片的颜色分成若干个小块，统计每个小块中不同颜色的像素所占的比例。
这样就可以形成一个表示图像颜色分布的向量。
这种方法被广泛应用于图像分类、图像检索等领域。
2. 灰度共生矩阵灰度共生矩阵是基于灰度值进行特征提取的一种方法，它是根据像素间的空间关系来描述灰度分布。
灰度共生矩阵是一个N*N的矩阵，其中N表示灰度级的数量。
矩阵中的每一个元素表示在给定的方向上，有多少个像素对相邻出现，二者灰度之差为一定值。
通过灰度共生矩阵可以求出各种统计特征，比如对比度、相关性等，这些特征可以用来进行图像分类、目标跟踪等。
3. 小波变换小波变换是一种分析信号的数学工具，它可以将一个信号分解成不同频率的分量，因此也可以用来分析图像中的局部特征。
小波变换可以对图像进行多尺度分析，并提取出较为准确的特征信息。
二、分类方法在特征提取过程中，获得到的特征信息还需要进行分类处理，才能得到有用的信息。
图像分类是图像处理的一个重要应用领域，它通过特征提取和分类算法，将图像数据分成若干个类别，可以有效地帮助人们进行图像检索、目标识别等工作。
图像检索中的特征提取与分类算法研究
图像检索中的特征提取与分类算法研究图像检索是一个重要的计算机视觉任务，其目标是根据用户提供的查询图像，从数据库中检索出与之相似的图像。
在图像检索中，特征提取与分类算法是关键的研究内容。
本文将介绍图像检索中常用的特征提取与分类算法，并进行相关的研究探讨。
一、特征提取算法特征提取是图像检索中最重要的步骤之一，它用于从图像中提取出具有区分度和信息量的特征。
常用的特征提取算法包括颜色直方图、纹理特征和形状特征等。
1. 颜色直方图颜色直方图是一种描述图像颜色分布的直方图，通过统计图像中各个颜色的像素个数来表示图像的特征。
常用的颜色空间包括RGB、HSV和Lab等。
颜色直方图具有计算简单、对图像缩放和旋转不敏感的特点，因此被广泛应用于图像检索中。
2. 纹理特征纹理特征描述了图像中局部区域的纹理结构，用于区分图像中不同的纹理属性。
常用的纹理特征包括灰度共生矩阵(Gray-level Co-occurrence Matrix, GLCM)、局部二值模式(Local Binary Patterns,LBP)和方向梯度直方图(Orientation Gradient Histogram, OGH)等。
这些特征可以通过计算灰度或梯度等信息来表征图像的纹理特征。
3. 形状特征形状特征用于描述图像中物体的形状特点，常用的形状特征包括边缘特征、尺度不变特征变换(Scale Invariant Feature Transform, SIFT)和速度不变特征(Binary Robust Invariant Scalable Keypoints, BRISK)等。
这些特征可以通过提取图像的边缘或角点等局部特征来表征图像的形状特征。
二、分类算法特征提取之后，需要采用分类算法对提取到的特征进行分类，从而将查询图像与数据库中的图像进行匹配。
常用的分类算法包括k近邻算法、支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和深度学习算法等。
生物医学图像处理中的特征提取与分类算法
生物医学图像处理中的特征提取与分类算法随着生物医学图像的广泛应用，特征提取与分类算法在图像处理中的重要性日益凸显。
特征提取是指从图像中提取出有代表性的、能够区分不同物体或者病变的特征，而分类算法则是将提取到的特征用于对图像进行分类和识别。
在生物医学图像处理中，特征提取的关键在于如何挖掘出能够代表图像内隐含信息的特征。
常用的特征提取方法包括形态学特征、颜色特征、纹理特征和形状特征等。
形态学特征是通过检测形状、边缘和曲线等几何结构来描述图像，具有鲁棒性和不变性的优点。
颜色特征则是基于图像中像素的颜色信息来描述图像，广泛应用于皮肤科学和病理学等领域的图像处理中。
纹理特征是通过统计图像中像素的灰度值或颜色值分布和空间关系等来描述图像的纹理特性，常用于红外图像和病变检测等方面。
形状特征则是通过提取图像中物体或病变的形状信息来描述图像，常用于癌细胞分类和肺部结节检测等任务中。
特征提取之后，将得到的特征用于分类算法进行图像的分类和识别是生物医学图像处理中的另一个关键任务。
常见的分类算法包括支持向量机（Support Vector Machine, SVM），人工神经网络（Artificial Neural Networks, ANN），决策树（Decision Tree）和随机森林（Random Forest）等。
支持向量机是一种基于统计学习理论的监督学习算法，具有良好的泛化能力和适应性，被广泛应用于生物医学图像的分类中。
人工神经网络模拟了人脑的神经网络结构，能够自适应地学习和识别图像中的模式和特征。
决策树是一种基于特征的判断和分类方法，通过树状结构的决策规则对图像进行分类。
随机森林是一种由多棵决策树组成的集成学习算法，通过多个决策树的投票或平均值进行图像的分类。
除了上述的传统分类算法，近年来，深度学习逐渐在生物医学图像处理中崭露头角。
深度学习是一种基于神经网络的机器学习方法，通过多层次的神经网络结构来提取和学习图像的高层次特征，并进行分类和识别。
图像特征提取完整版
图像特征提取HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】图像特征提取方法特征提取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，其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。
常用的图像特征有颜色特征、纹理特征、形状特征和空间关系特征。
图1.图像特征分类及其方法一、颜色特征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。
常用的特征提取与匹配方法有5种：颜色矩、颜色直方图、颜色集、颜色聚合向量、颜色相关图。
（1）颜色矩颜色矩是一种简单而有效的颜色特征，其数学基础是图像中的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，与颜色直方图相比，该方法的另一个好处是无须对特征进行量化。
一阶矩：二阶矩：三阶矩：一阶：颜色分量的平均强度；二、三阶：方差和偏移度。
图像的颜色矩一共有九个分量，每个颜色通道均有三个低阶矩。
颜色矩仅仅使用少数几个矩，从而导致过多的虚警，因此颜色矩常和其他特征结合使用。
（2）颜色直方图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。
但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。
直方图中的数值都是统计而来，描述了该图像中关于颜色的数量特征，可以反映图像颜色的统计分布和基本色调。
颜色直方图可以分为三类，分别为：全局直方图、累加直方图、主色调直方图。
图像特征提取与分析
计算点(i,j)和(h,k)间距离常采用的几种方法：
%两点间的直线距离
(1) 欧氏距离: (2) 4-邻域距离，也称为街区距离: (3)8-邻域距离，也称为棋盘距离:
街区距离和棋盘距离都是欧式距离的一种近似。
下图中表示了以中心像素为原点的各像素的距离。从离开一个像素的等距离线可以看出，在欧氏距离中大致呈圆形，在棋盘距离中呈方形，在街区距离中呈倾斜45度的正方形。街区距离是图像中两点间最短的4－连通的长度，而棋盘距离则是两点间最短的8－连通的长度。
八链码原理图 八链码例子 其中偶数码为水平或垂直方向的链码，码长为1；奇数码为对角线方向的链码，码长为 。八链码例子图为一条封闭曲线，若以s为起始点，按逆时针的方向编码，所构成的链码为556570700122333，若按顺时针方向编码，则得到链码与逆时针方向的编码不同。 边界链码具有行进的方向性，在具体使用时必须加以注意。
用于描述曲线的方向链码法是由Freeman提出的，该方法采用曲线起始点的坐标和斜率(方向)来表示曲线。对于离散的数字图像而言，区域的边界轮廓可理解为相邻边界像素之间的单元连线逐段相连而成。对于图像某像素的8-邻域，把该像素和其8-邻域的各像素连线方向按八链码原理图所示进行编码，用0，1，2，3，4， 5，6，7表示8个方向，这种代码称为方向码。
距离
距离在实际图像处理过程中往往是作为一个特征量出现，因此对其精度的要求并不是很高。所以对于给定图像中三点A,B,C，当函数D(A,B)满足下式的条件时，把D(A,B)叫做A和B的距离，也称为距离函数。
第一个式子表示距离具有非负性，并且当A和B重合时，等号成立；
第二个式子表示距离具有对称性
第三个式子表示距离的三角不等式。
6.1 基本概念
图像处理中的特征提取与分类算法
图像处理中的特征提取与分类算法特征提取是图像处理中的一个重要步骤，它将图像中的各种视觉信息转化为计算机可处理的数学特征。
特征提取的目的是将图像中关键的信息抽取出来，以便进行后续分析和处理。
分类算法则通过训练给定特征的模型，来对图像进行分类和识别。
在图像处理中，特征提取可以分为两类：局部特征和全局特征。
局部特征是指图像中某个局部区域的特征，可以通过检测图像中的角点、边缘或纹理等信息来提取。
其中一种常用的局部特征算法是尺度不变特征变换（SIFT）。
SIFT算法通过在图像中检测关键点，并根据关键点周围的局部区域计算其特征描述子，来实现对图像的特征提取。
SIFT特征具有尺度不变性和旋转不变性，因此在物体识别、图像匹配等领域得到了广泛应用。
全局特征是指对整个图像进行特征提取，通常采用图像的直方图、颜色矩、纹理特征等方式来表示图像的整体特征。
其中一种常用的全局特征算法是基于颜色直方图的算法。
该算法通过将图像划分为多个区域，并统计每个区域内像素点的颜色分布，进而构建图像的颜色直方图。
颜色直方图可以很好地描述图像的颜色特征，因此在图像检索、图像分类等任务中有着广泛的应用。
在特征提取之后，就需要对提取到的特征进行分类和识别。
分类算法是根据给定的特征向量，将图像划分为不同的类别。
常用的分类算法包括支持向量机（SVM）、k近邻（KNN）、决策树等。
其中，支持向量机是一种常见的监督学习算法，通过将训练样本映射到高维空间，并在该空间中找到最优的超平面，来实现对图像的分类。
k近邻算法则是一种非参数的分类算法，根据给定特征向量与训练样本之间的距离来确定图像的类别。
除了传统的分类算法，近年来深度学习也在图像分类领域取得了很大的突破。
深度学习模型可以通过多层神经网络自动学习图像中的特征，并实现对图像的分类和识别。
其中，卷积神经网络（CNN）是一种常用的深度学习模型，它通过卷积和池化等操作，从原始图像中提取空间特征，并利用全连接层实现最终的分类。
图像处理中的特征提取与分类算法
图像处理中的特征提取与分类算法特征提取是图像处理中非常重要的一个步骤，它是将图像中的信息转化为可用于分类、识别或其他图像处理任务的有意义的特征。
特征提取的目的是通过提取图像中的关键信息，更好地了解和描述图像。
在图像处理中，常用的特征提取方法有很多种，例如颜色特征、纹理特征和形状特征等。
颜色特征是指图像中像素的颜色分布情况，可以通过直方图等方法进行提取。
纹理特征是指图像中像素间的纹理变化情况，可以通过灰度共生矩阵等方法进行提取。
形状特征是指图像中目标的形状信息，可以通过边缘检测等方法进行提取。
除了传统的特征提取方法外，近年来，深度学习技术也在图像特征提取中取得了很大的突破和应用。
深度学习通过构建深层神经网络模型，可以自动地从原始图像数据中学习到高层次的抽象特征。
这些抽象特征不仅可以用于图像分类和识别，还可以用于图像生成和图像重建等任务。
特征提取是图像分类的关键一步。
在特征提取之后，就可以使用分类算法对提取到的特征进行分类。
常见的图像分类算法有支持向量机（SVM）、K近邻（KNN）和深度神经网络等。
支持向量机是一种二分类模型，通过构建超平面来将不同类别的图像分开。
K近邻算法是一种基于邻域的分类算法，通过计算未知样本与已知样本之间的距离，将其归类到距离最近的K个已知样本中。
深度神经网络是一种通过多层神经元之间的连接来模拟人脑神经网络的模型，可以学习到更高层次的抽象特征。
在实际应用中，特征提取和分类算法往往需要结合使用，以取得更好的分类效果。
首先，通过特征提取方法将图像中的有意义的信息提取出来，然后使用分类算法对提取到的特征进行分类。
不同的特征提取方法和分类算法适用于不同的图像处理任务，需要根据具体的应用场景进行选择和组合。
综上所述，特征提取是图像处理中非常重要的一个步骤，它将图像中的信息转化为可用于分类、识别和其他图像处理任务的有意义的特征。
特征提取方法包括传统的颜色特征、纹理特征和形状特征，以及近年来发展的深度学习技术。
如何进行遥感图像的特征提取与分类
如何进行遥感图像的特征提取与分类遥感图像是通过航空或卫星等远距离感知装置获取的地表信息图像。
利用遥感技术可以获取大范围的地理信息，广泛应用于农业、城市规划、环境监测等领域。
而遥感图像的特征提取与分类则是处理遥感图像的重要环节，它能够帮助我们更好地理解和利用遥感图像。
一、遥感图像的特征提取特征提取是将原始遥感图像转化为能够描述地物类别的数学特征的过程。
在遥感图像中，不同地物或者地物类别往往具有不同的光谱、纹理、形状等特征。
因此，通过提取这些特征，我们可以对地物进行分类与分析。
1.光谱特征提取光谱特征是指反映地物物理性质的光谱波段数据。
通过选择不同的波段组合，我们可以提取出反映植被、水体、建筑物等地物特性的光谱特征。
常用的方法有主成分分析（PCA）、最大似然分类（MLC）等。
2.纹理特征提取纹理特征描述了图像中像素间的空间关系。
在遥感图像中，纹理特征可以用于区分不同地物的纹理复杂程度。
例如，植被具有较为均匀的纹理，而建筑物则较为具有几何纹理。
常用的纹理特征提取方法有灰度共生矩阵法（GLCM）、局部二值模式法（LBP）等。
3.形状特征提取形状特征是指地物在图像中的几何形状信息。
通过提取地物的形状特征，可以识别出地物的边界和形状。
例如，对于建筑物来说，我们可以通过提取其形状特征来判断其是直角形、圆形还是其他形状。
常用的形状特征提取方法有边缘检测算子、Hough变换等。
二、遥感图像的分类分类是将遥感图像中的像素划分到不同地物类别中的过程。
通过分类，我们可以获取遥感图像中不同地物的分布情况，进而进行地物的监测与分析。
1.监督分类监督分类是指使用人工定义的训练样本对遥感图像进行分类。
首先，我们需要准备一些具有代表性的训练样本，这些样本包含不同地物类别的图像区域。
然后，通过计算遥感图像与这些训练样本之间的差异，可以得到分类决策函数，进而对整幅遥感图像进行分类。
2.非监督分类非监督分类是指根据遥感图像中像素值的统计特征，自动将其划分到不同的类别中。
图像的特征提取
图像的特征提取⽹上发现⼀篇不错的⽂章，是关于图像特征提取的，给⾃⼰做的项⽬有点类似，发出来供⼤家参考。
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。
图像识别中的特征提取与分类算法研究
图像识别中的特征提取与分类算法研究随着人工智能技术的快速发展，图像识别技术受到越来越多的关注和研究。
而在图像识别中，特征提取和分类算法是两个重要的环节，直接决定了图像识别的准确度和效率。
因此，本文就图像识别中的特征提取与分类算法进行深入探讨。
一、图像特征提取在图像识别中，图像的特征提取是一个非常重要的步骤。
特征提取的目的是将图像转换为具有区分性的特征描述符，从而为之后的分类和识别提供依据。
常用的图像特征包括颜色、边缘、纹理等，而这些特征往往需要通过多种算法进行提取。
1.1 颜色特征提取颜色特征是指图像中像素的颜色和亮度信息。
在图像识别中，颜色特征可以为识别目标提供不同的色彩信息，帮助算法进行判断。
颜色特征提取的方法通常包括直方图、颜色感知度等。
1.2 边缘特征提取边缘特征是指图像中各种物体之间的边缘信息。
在图像识别中，边缘特征可以为识别目标提供多个边缘轮廓，并计算线的方向和长度。
边缘特征提取的方法包括Canny算法、Sobel滤波器等。
1.3 纹理特征提取纹理特征是指图像中不同区域的纹理信息。
在图像识别中，纹理特征可以为识别目标提供更多的视觉信息，帮助算法进行更准确的判断。
纹理特征提取的方法包括哈尔小波变换、局部二进制模式等。
二、图像分类算法图像分类算法是指将图像识别出来并进行分类的过程。
在图像分类中，最常用的算法是支持向量机（SVM）和卷积神经网络（CNN）。
2.1 SVM算法SVM算法是一种基于统计学习理论的分类算法，它将训练样本映射到高维空间中，并通过寻找最优决策界来进行分类。
在图像分类中，SVM算法可以通过学习训练样本的特征和标签，来准确识别和分类目标图像。
SVM算法的优点是具有较强的泛化能力，具有良好的分类结果。
2.2 CNN算法CNN算法是一种基于神经网络的分类算法，它通过多层神经元对输入图像进行特征提取和分类。
具体来说，CNN算法可以通过卷积、池化等操作，将输入图像进行多次特征提取和降维，最终输出分类结果。
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11.2.2 高层次特征提取
4方向链码
8方向链码
11.2.2 高层次特征提取
例：若设起始点的坐标为，则分别用4方向和8方向链码按逆时针顺 序表示图11-4中网格图像的区域边界。则4方向链码：1 1 1 2 3 2 3 2 3 0 0 0； 8方向链码：2 2 2 4 5 5 6 0 0 0；
网格图像
叠加在数字化边界线上的重取样网格
重取样的结果
11.2.2 高层次特征提取
0 01 1
0 3 3
01
3
1
3
1
1 21 2
3 32 3 2
0
7 2
1
6
2
6
1
6
2
6
3 3
5 5
重取样链码表示
11.2.2 高层次特征提取
边界的链码取决于起始点。可以通过简单的过程实现关于起始点的归 一化
起始点归一化
11.2.2 高层次特征提取
（2）当链码值为奇数时，其长度记作 ，当链码值为偶数时，其长度 记作1。周长P如下：
11.2.1 低层次特征提取
常用的面积计算方法： (1)一种是利用像素点数计算面积。
(2)利用链码计算面积。
11.2.1 低层次特征提取
设
则相应边(3)利用边缘坐标计算面积。
11.2.2 高层次特征提取
链码表示的特点： （1）只有边界的起点需用绝对坐标表示，其余点都可只用接续方向来 代表偏移量； （2）链码表达可大大减少边界表示所需的数据量。 采用链码的方法存在的问题： （1）产生的码串通常情况下会很长； （2）链码发生与目标整体形状无关的较大变动。
11.2.2 高层次特征提取
11.2 常用的图像特征提取方法
11.2.1 低层次特征提取
（一）、灰度特征 灰度特征可以在图像的某些特定的像素点上或者其邻域内测定，也可
以在某个区域内测定。
11.2.1 低层次特征提取
（二）、周长和面积 周长与面积是描述图像区域大小的最基本的特征，周长与面积只与区
域的边缘有关，而与其内部灰度值的变化没有关系。 计算区域周长的方法： (1) 边界点的面积之和。
11.2.1 低层次特征提取
（三）、最小外接矩形——长轴与短轴
11.2.1 低层次特征提取
MER计算方法：将物体每次以左右的增量在范围内旋转。每旋转一次， 记录其坐标系方向上的外接矩形边缘点的最大和最小值，从而求出外接矩 形的面积。
11.2.2 高层次特征提取
（一）、链码 利用一系列具有特定长度和方向的相连直线段来表示目标的边界。 算法描述： (1)给每一个线段一个方向编码； (2)有4链码和8链码两种编码方法； (3)从起点开始，沿边界编码，至起点被重新碰到，结束一个对象的编码。
链码旋转归 一化的意义
原始链码在边界旋转后发生变化，所以利用链码的一阶差分来重新构 造的序列就不会随边界的旋转而变化。
实现一阶差分链码：通过计算目标元素与其逆时针方向相邻元素的数 字来得到。
11.2.2 高层次特征提取
旋转归一化
11.2.2 高层次特征提取
（二）、傅立叶描绘子 假定物体的形状是一条封闭的曲线，沿边界曲线上的一个动点p(l)的坐
11.1 特称提取与分类概述
（三）、图像特征的概念
特征是某一类对象区别于其他对象的相应特点或特性，或是这些特点 和特性的集合。特征是通过测量或处理能够抽取的数据。对于图像而言， 每一幅图像都具有能够区别于其他类图像的自身特征，有些是可以直观地 感受到的自然特征，比如亮度。边缘、纹理和色彩等等吧，有些则是需要 通过变换或处理才能得到的，如矩、直方图以及主成分等。
11.3.1 距离分类器设计与应用
距离是描述像素点之间关系的重要度量，也是特征分类最简单的方法 之一。常用的表示方法有欧式距离，市区街道距离，棋盘距离等。 （一）、欧式距离
（二）、市区街道距离
11.3.1 距离分类器设计与应用
（三）、棋盘距离
欧几里德距离
市区街道距离
棋盘距离
11.3.2 神经网络方法
11.1特征提取及分类概述
图像特征提取与分析的目的是为了让计算机具有认识或者识别图像的 能力，即图像识别。
图像识别是根据一定的图像特征进行的，因而，这些特征的选择便尤 为重要，将会直接影响到图像识别分类器的设计、性能及识别结果的准确 性。
11.1 特称提取与分类概述
（一）、模式识别系统的基本构成
模式识别处理流程
11.1 特称提取与分类概述
（二）、目标描述的概念
为便于识别，目标描述符应该具备如下重要的属性： 1、当两个目标具有相同的形状时，它们一定具有相同的描述符。 2、当同一目标发生一定的旋转或平移时，描述符不变，表明描述的是 同一个物体。 3、描述符尽量具备的性质，即它所描述的尽量包含一些该物体所特有 的，区别于其他物体的独一无二的特征。
BP神经网络的模型
11.3.2 神经网络方法
（二）、BP神经网络算法 BP (Back Propagation)神经网络全称为基于误差反向传播算法
（一）、BP神经网络的基本结构 BP网络是一种单向传播的多层前向网络，它具有三层或三层以上的神
经网络，包括输入层、中间层和输出层。
特点： 各层神经元仅与相邻层神经元之间相互全连接，同层内神经元之间无 连接，各层神经元之间无反馈连接，构成具有层次结构的前馈型神经网络 系统。
11.3.2 神经网络方法
标变化为x(l)+jy(l)是一个以形状边界周长为周期的函数。
11.2.2 高层次特征提取
反变换
11.2.2 高层次特征提取
原图 K=64
p=4
p=61
p=62
11.2.2 高层次特征提取
（三）、纹理谱
像素点的纹理单元TU
11.2.2 高层次特征提取
像素值的纹理模式
归一化的纹理谱
11.3 图像特征分类基础
11.1 特称提取与分类概述
（四）、特征选择及分类的概念
从一组特征中挑选出一些有效的特征以达到降低特征空间维数的目的， 这个过程叫特征选择。
评判的标准有以下4个方面： 1. 可区别性 2. 可靠性 3. 独立性 4. 数量少
11.1 特称提取与分类概述
特征提取和选择的总原则是：尽可能减少整个识别系统的处理时间和 错误识别率，当两者无法兼得时，需要做出相应的平衡；或者缩小错误识 别的概率，以提高识别精度，但会增加系统运行的时间；或者提高整个系 统速度以适应实时需要，但会增加错误识别的概率。