基于马尔科夫随机场的纹理图像分类

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论文作者签名:二终- - 砂 年多”丫日
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关 键 词 : 纹 理 图像 ; 马尔科 夫 随机 场 ; 人 工神 经 网络 ; 分类
本 论 文 获 得 国 家 自然 科 学 基 金 “带 钢 表 面 缺 陷 实 时 图像 检 测 与 识 别 关健 技 术 研 究 ” ( 编 号 : 60805020 ) 资助 。
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A B STRA C T
T itle : T E X T U R E IM [A G E C L A S S I F IC A T I O N B A S E D O N M A R K O V
马 尔 科 夫 随 机 场 是 马 尔 科 夫 随 机 过 程 在 二 维 参 数 中 的推 广 。在 数 学 上 马 尔 科 夫 随 机 场 是 可 以很 好 的 表 达 纹 理 集 聚 的概 率 模 型 ，它 的 统 计 参 数 能 够 表 现 出邻 域 像 元 集 合 的 大 小 和 方 向 ，能 够 合 理 的描 述 出纹 理 图像 的 随 机 特 性 。在 本 文 中根 据 纹 理 图像 的特 点 构 建 了 马 尔 科夫 随机场模 型 ，然后进行 参数估计 ，求取纹理特 征参数 。
应 用 人 工 神 经 网络 对 纹 理 参 数 进 行 模 式 分 类 ，这 是 近 几 年 兴 起 的模 式 识 别 领 域 的 一 个 新 的研 究 方 向 。实 验 结 果 证 明 ，应 用 马 尔 科 夫 随 机 场 模 型 提 取 的特 征 参 数 是 有 效 的 ，人 工 神经 网络模 式识 别分类 方法 是可行 的 。
se le e tio n ，an d th e n ad d so m e e o m P le m e nt a ry fe at u re s，las tly， B P art ifi e ial n e ur a l n e two rk 15
u sed to ident ify th e texn ir e im ag es.
K ey w o rd s: tex tur e im ag e，M ark ov R an d om F ield (M RF )，art ifi eial n eura l n etwo rk ，
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目录
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1 绪 论 .........................................................… … 1
P ar am e te rs 15 e fe e tiv e ，th e
B e sid e s，in thi s P ap e r a lso ad d e d so m e te x tUr e fe at u re s to e xP re ss th e e h a rac te ri stie s，
R A N D O M F IE L D
M aj o r : P a t ern R eeo gin itio n a n d In telligen t S y stem
N am e : F a n g B l
辫 脚 S ig n a tu r e :
S u P e rv iso r : P ro L Ya n X i Y A N G
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摘要
论 文题 目: 基 于 马 尔 科 夫 随机 场 的纹 理 图像 分 类
学科专业 : 模式识别与智能系统 研 究 生: 毕芳 指导教师 : 杨延西 教授
训 签 名 :
签 名 : 朴吸脚
摘要
纹 理 几 乎 是 所 有 图像 的 固有 特 性 ，任 何 图像 都 可 以看 成 是 一 种 或 是 多种 纹 理 的 结 合 。 现 在 对 于 纹 理 图像 的 分 析 和 分 类 广 泛 用 于 瑕 疵 定 位 、景 物 识 别 、图像 检 索 、遥 感 图像 分 析 等 多个 领 域 。本 文 针 对 纹 理 图像 的分 类 问题 ，提 出 了基 于 马 尔 科 夫 随机 场 模 型 的特 征 提 取 方法 ，然 后 加 入 一些 辅 助特 征 ，利 用 B P 人 工神 经 网络来进 行识 别 分类 的方法 。
加K”勿 S ig n a tu re :
A b s t份 C t
Te x tu re 15 al m o st th e inh e re nt c h ar ac te ri stic s o f al l th e im a g e ，an d an y im a g e e an b e
v ie w e d a s o n e o r m o re te xt ure e o m b in e d . N o w ad ay s，te x tu re im ag e an a ly sis an d e la ssifi e at io n
M ar k o v R an d o m F ie ld 15 e x te n sio n o f M ar k o v P ro c e ssin g at th e tw o 一d im e n sio n a l
P ar am eters set . M RF 15 P ro b ab ility m o d el to exP re ss teXt ure g ath eri n g in m ath em at ie s. T h e
sta ist ieal Paraj rn eters ean exPre ss th e m a娜 tud e an d dire etion of Pixels neigh both ood ，an d
d e se ri b e th e ran d o m c h arc ters o f te X tur e im a g e . 5 0 M RF m o d e l 15 b u ilt ac e o rd in g to th e
另 外 ，在 本 文 中还 添 加 了 一 些 能 够 表 达 纹 理 特 点 的 纹 理 特 征 ，主 要 是 从 灰 度 共 生 矩 阵 中提 取 的 8 个 特 征 参 数 ，以及 能 够 很 好 表 达 纹 理 特 征 信 息 的 纹 理 分 形 维 数 。实 验 证 明 ，这 些辅助特 征对 于 纹理 图像 的识 别工作 能够起 到一 定 的积极作用 ，提 高 了识 别率 。
e h ar ac te ri stie
P ar别的e te rs . Th e n e u ra l n e two rk P at e m 一re e o g ni tio n 15 a n e w stu d y d ire e tio n o f
P at e m 一re e o gn itio n in re c e ni y e ar s. T h e re su lt P ro v e s th at M RF art ifi e ia l n e ur a l n e tw o rk P at e m 一re e o g n itio n 15 fe a sib le .
口 学 校 可 以采 用 影 印、缩 印或其 他 复 制 手 段 保 存 ; 口 学校 可 以将 学 位 论 文 的全 部 内容 编入 公开 的数据 库 进 行 检 索 ; 口 学校 可 以将 学位 论 文 的摘 要编 入 公 开 的数 据 库进 行 检 索 ; 口 学 校 可 以 将 公 开 的 学 位 论 文 或 解 密 后 的 学 位 论 文 作 为 资 料 在 图 书 馆 、资 料 室 等 场所及校 园 网上供 校 内师 生 阅读 、浏览 。 本 人 学位 论 文 全 部 或 部 分 内容 的公布 (包 括 刊 登 ) 授 权 西 安 理 工大 学研 究 生学 院 办理 . (保密 的学位 论 文在解 密后 ，‘适 用本授权 说 明 )
we ll. Th e e x P e ri m e n ts P ro v e d th at an e illar y fe a tU丁e s P lay a P o sitiv e ro le fo r th e e las sifi e at io n o f th e te x tu re im a g e s ，an d ra ise th e re e o g ni tio n rat e
1. 1 论 文 研 究 的 目的和 意 义 .................... .... ...............… … 1 1.2 纹 理 图像 分类 的 国 内外研 究现 状 ...............................… … 2 1.3 本 文 的主要研 究 内容 和 各 章 节 安排 .............................… … 3 2 基 于 马 尔 科 夫 随机 场 的 图像 表 面 分 析 .....… … ‘. ... ...............… … 5 2. 1 马 尔 科 夫 随机 过 程 ..........................................… … 5 2.2 马尔 科 夫 随机场概 述 .........................................… … 5 2.3 纹理模 型 的建立及 参 数估 计 ...................................… … 7
分类 号
UDC
密级 学号
、砂矫可，去 军
硕 士学位论文
基 于 马尔科 夫 随机 场 的纹理 图像 分类
毕芳
学 科 名 称 : 模式识别与智能系统
学 科 门 类:
工学
指 导 教 师:
杨延西 教授
申Leabharlann Baidu请 日 期:
2010 年 3 月
独 二创 性 声 明
本 人 所 呈 交 的学位 论 文 是 在导 师 指 导 下进 行 的研 究工 作及 取 得 的成 果 。尽 我所 知 ，除特 别 加 以标 注 的地 方外 ，论文 中不包含其他 人 的研 究成 果 。与我 一 同工作 的 同 志对 本 文 的 研 究 工 作 和 成 果 的任 何 贡 献 均 已在 论 文 中作 了 明确 的 说 明并 已致 谢 。
te x tUr e e h ar e te ri st ie s，an d th e te X tur e P a ra 们n e te rs 15 ac q u ire d aft e r e stim at io n . Wi th art ifi e ial n e ura l n e tw o rk ， th e im a g e te x tur e a e e o rd in g to M RF
m ai n ly in e lud in g 8 e h a 旧Ct6 rist ie P a ra m e te rs are e x tra c te d fro m th e g ray le v e l e o 一o e e u re n
m atri x (G L C M )，an d th e fr aetal d im en sion w h leh ean b e ex Press th e tex tu re fe atu丁e in fo rm at io n
15 wi dely u sed in b le而 sh loeat e，obj eet reeogn ize，im ag e seare h ，rem ote sen sing im age an alysis
an d other fi eld s. T h is di ssert at ion has a stu dy on th e elas sifi eat ion of texture im ages，It In tro d uees th e M ar k o v R an d om F ield (M RF ) m od el an d th e m eth o d o f fe at u re P arm eters