图像特征介绍经典特征

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纹理
纹理通常被用来描述物体的表面特征，诸如地形、 植被、沙滩、砖墙、岩石、纺织布料、毛质、皮 质、墙纸、各种台面等。 纹理是一种十分重要的图像特征，它不仅反映了图 像的灰度统计信息，而且反映了图像的空间分布 信息和结构信息，在模式识别、图像分割与识别、 计算机视觉中具有广泛的应用前景。
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图像纹理的概念和分类
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什么称之为好的特征
特征的特点
表征能力（representative ability) 能够全面、有效的表达事 物的特点 辨别能力（discriminant ability） 事物本质的、核心的、区 别于其他事物的能力，同类的更相似，不同类的更相异 特征与特征之间的冗余性(redundancy)小，特征之间可以互 相补充信息等等。
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图像纹理的概念和分类
几个具有代表性的图像纹理定义
定义1 纹理是一种反映图像中同质现象的视觉特征，体现了物体表 面共有的内在属性，包含了物体表面结构组织排列的重要信息以及它们与 周围环境的联系。 定义2 如果图像内区域的局域统计特征或其他一些图像的局域属性 变化缓慢或呈近似周期性变化，则可称为纹理。 定义3 纹理就是指在图像中反复出现的局部模式和它们的排列规则。 定义4 纹理被定义为一个区域属性，区域内的成分不能进行枚举， 且成分之间的相互关系不十分明确。 定义5 纹理是一种反映像素的空间分布属性的图像特征，通常表现 为局部不规则而宏观有规律的特性。 定义6 纹理具有三大标志：某种局部序列性不断重复、非随机排列 和纹理区域内大致为均匀的统一体。
(b)人工地砖
(c)堆积的食物
(d)合成的水浪
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图像纹理的概念和分类
图像纹理的分类
Leabharlann Baidu从纹理的形成原因角度分类： 人工纹理：人工纹理一般由线段、星号、三角形、矩 形、圆、某种字母数字等符号有规律地排列组成。人工 纹理属于确定性纹理。
(a)人工织物
(b)人工地砖
(c)堆积的食物
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经典图像特征介绍
经典特征
颜色特征 纹理特征 形状特征 空间关系特征 ……
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特征提取——颜色特征
颜色特征总结
全局特征，描述了图像或图像区域所对应景物的表面 性质 颜色特征反映彩色图像的整体特性,一幅图像可以用它 的颜色特性近似描述 颜色矩,颜色直方图
优缺点
优点
不受图像旋转和平移变化的影响，归一化可不受图像尺度变 化的影响
缺点
不能很好地捕捉图像中对象的局部特征
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颜色矩
颜色矩是以数学方法为基础的，通过计算矩来描述颜色的分布。 颜色矩通常直接在RGB空间计算 颜色分布的前三阶矩表示为(Pij是j个像素的第i个颜色分量) 一阶矩（10-1） :颜色分量的平均强度 二阶矩（10-2） :颜色分量的方差 三阶矩（10-3） :颜色分量的偏斜度
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一些容易混淆的概念
特征提取：feature extraction starts from an initial set of measured data and builds derived values (features) intended to be informative and nonredundant, facilitating the subsequent learning and generalization steps, and in some cases leading to better human interpretations. Feature extraction is related to dimensionality reduction. 特征选择：In machine learning and statistics, feature selection, also known as variable selection, attribute selection or variable subset selection, is the process of selecting a subset of relevant features (variables, predictors) for use in model construction.
i
1 N
1 N
N j 1
N j 1
Pij
1 2
i
( Pij
i
)2
1 3
si
1 N
N
( Pij
j 1
i
)3
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颜色直方图
一个灰度级在范围[0，L-1]的数字图像的直方图 是一个离散函数 p(rk)= nk /n n 是图像的像素总数 nk是图像中灰度级为rk的像素个数 rk 是第k个灰度级，k = 0,1,2,…,L-1
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图像纹理的概念和分类
图像纹理的分类
从纹理的组成规律角度分类： 确定性纹理(规则的或结构的) ：纹理是由纹理基元按 某种确定性的规律组成的。
人工织物中的5个不同区域的纹理
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图像纹理的概念和分类
图像纹理的分类
从纹理的组成规律角度分类： 随机性纹理(不规则的) ：纹理是由纹理基元按某种统 计规律组成的。
图像特征介绍——经典特征
图像特征分类方法
分类方法（列举三种，还有其他）
经典特征：颜色特征、纹理特征、形状特征（特点：直观） 新特征：SIFT特征、HOG特征、SURF特征、GIST特征（特点：有 相对复杂的提取方式），基于深度学习的特征… 局部特征： SIFT特征、HOG特征、SURF特征 全局特征：颜色直方图特征、灰度共生矩阵特征、GIST特征 底层特征： 所有直接提取自图像的特征都可以称为底层特征 中层特征：介于底层特征与语义特征之间的，经过模型的逐层提 取得到的 语义特征：有直接的语义含义的，或者直接和语义相关的
图像纹理的概念
在自然景物中，类似于砖墙那种的具有重复性结构 的图案可以看作是一种纹理。 在图像中，由某种模式重复排列所形成的结构可看 作是纹理。图像纹理反映了物体表面颜色和灰度的某种 变化，而这些变化又与物体本身的属性相关。 从宏观上看，纹理是物体表面拓扑逻辑的一种变化 模式；从微观上看，它由具有一定的不变性的视觉基元 （通称纹理基元）组成。不同物体表面的纹理可作为描 10 述不同区域的一种明显特征。