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《图像分形维数的差分盒方法的改进研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第14卷第5期电光与控制Vol.14№.52007年10月ELECTRONICSOPTICS&CONTROLOct.2007文章编号:1671-637Ⅹ(2007)0520055203图像分形维数的差分盒方法的改进研究张涛,孙林,黄爱民(国防科学技术大学机电工程与自动化学院,长沙410073)摘要:分形可以提供大量关于自然景象复杂程度的信息,差分盒算法作为一种图像分形维数提取算法被广泛应用。针对差分盒算法计算精度不高和计算量大等问题,基于动态规划和残差分析的思想,提出了改进的差分盒分形维数计算方法。
2、实验结果表明,该算法能够有效地区分不同类型的地貌,能够应用于遥感图像的地物分类。关键词:分形;分形维数;遥感图像;纹理特征;差分盒维数中图分类号:V271.4;TP391文献标识码:AResearchonimprovementofDBCalgorithmforimage’sfractaldimensioncalculationZHANGTao,SUNLin,HUANGAi2min(InstituteofMechatronicsandAutomatic,NationalUniversityofDefe
3、nseTechnology,Changsha410073,China)Abstract:Fractalcanprovideplentyofinformationaboutthecomplexdegreeofnaturalphenomena.Differ2entialBoxCounting(DBC)algorithmiswidelyusedtocalculatethefractaldimensionofimage.DBCalgo2rithmhaslowaccuracyandhighcalculatio
4、ncost.Tosolvetheproblem,amodifiedDBCalgorithmispresentedbasedontheideaofdynamicprogrammingandresidualerroranalysis.Thetestingexperimentismadeonsyn2thesizedtexturemosaicsandremotesensingimages,theresultshowsthatthealgorithmcandistinguishdifferentphysiog
5、nomieseffectivelyandcanbeappliedinthephysiognomysortingofremotesensingimage.Keywords:fractal;fractaldimension;remotesensingimage;texturalfeature;differentialboxcounting用图像灰值表面的分维数来表征像素按一定的排列规0引言[425]律进行重复排列的参数来区分不同的纹理区域。1975年,Mandelbrot创立了分形几何学理论,提1差分盒
6、维数法出用分形维数(FractalDimension)D来度量自然现象[1]的不规则程度。D值反映了曲线和曲面的形状N.Sarkar和B.B.Chaudhuri在分析众多分维数特性,它的引入给出了一个关于集合的复杂度、不规提取算法的基础上,提出一种简单、快速的,被称为整度的定量回答,形状越复杂,D值越大,分形维数差分盒维数法(DifferentialBoxCounting,DBC)的计算[2]图像分维数的方法[6]。其思想如下:大于拓扑维但小于所占领的空间维。纹理是有关灰度和颜色的二维的变化图案,可
7、将M×M大小的图像分割成s×s的子块(M/2根据纹理的均匀性对区域赋予特征,把纹理均匀的≥s>l,s为整数),令r=s/M。将图像想象成三维区域称为纹理区域[3]。由于在遥感图像中不同地表空间中的曲面,x,y表示平面位置,z轴表示灰度(如山地、草场、平原)表现为不同的纹理特征,其灰值。xy平面被分割成许多s×s的网格。在每个网值表面可以被看作是自相似的和分形的,因此可以格上,是一列s×s×s的盒子。设图像灰度在第(i,j)网格中的最小值和最大值分别落在第k和第l个收稿日期:2006203222修回日
8、期:2006206221盒子中,则:作者简介:张涛(1977-),男,山东泰安人,硕士生,主要从nr(i,j)=l-k+1(1)事数字图像处理研究。是覆盖第(i,j)网格中的图像所需的盒子数,而覆盖56电光与控制第14卷整个图像所需的盒子数Nr为3)求4×4格子中的最大、最小值,可只在第一Nr=∑nr(i,j)(2)层子结构中与其相应的4个值中找出最大值或最小i,j值即可,求得的最大、最小值再作为第二层子结构的而分维数D为解保存下来;log(Nr)D=lim(3)4)
