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纹理分类作为纹理分析研究领域的重要方面,在生物特征识别、目标识别、遥感图像分析、医学图像分析、基于内容的图像检索等领域有着广泛的应用并产生了深远的影响。相关的研究在过去的几十年中虽然得到了长足的发展,但仍有必要进一步的研究。
本论文提出两种旋转不变纹理分类的方法,这两种方法的核心都是经验模态分解(EMD)。EMD是Huang等人于1998年提出的,该方法具有自适应、完全数据驱动等诸多优点,在短短的十几年内被应用于各种信号分析领域,取得了良好的效果。
本论文主要完成了如下:
1、本文提出并实现了一种基于经验模态分解(EMD)和Radon变换的旋转不变纹理分类方法。本方法先利用Radon变换对纹理图像作预处理,再对其进行经验模态分解,计算分解得到的每个固有模态函数(IMF)的特征值作为旋转不变性特征。在Radon变换过程中,纹理图像的旋转信息被转化为角度方向上的平移信息,本文把Radon变换的结果转换成一维信号,一方面避免了旋转信息的影响,另一方面也方法用于后继的EMD处理,接着对EMD的分解出来的一系列IMF提取能量特征组成特征向量,用于分类识别,在最后的分类器选择中,选用了k近邻分类器。实验结果则显示出该方法的良好效果,其正确率达到了95%。
2、本文也实现了一种基于EMD和对数极坐标变换(LPT)的旋转不变纹理分类方法,对数极坐标变换的作用是把图像的旋转信息转换成平移信息,为了获得对数极坐标变换在不同方向上的一致性,在计算对数极坐标变换时选择图像上的一个圆形区域,再把交换结果转化成一维信号进行EMD分解,利用分解得到的IMF计算它们的瞬时幅值均值作为特征量,最后采用了利用k分类器进行分类。通过在Brodatz纹理库上试验,结果表明该方法取得了较好的效果,正确率达到了87%。
以上两种方法在最后的分类过程中,分类器均采用k近邻分类器,距离的计算是用欧式距离,计算测试样本与训练样本之间的距离。对于每种分类方法,都在Brodatz纹理图库上进行了实验,实验结果表明使用k近邻分类器可以取得较好的效果。
总之,不变性纹理分析一直是纹理分析中的一个具有挑战性的课题,而旋转不变性则是其中的一个难点问题,本文提出的方法都表明具有良好的分类效果。