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1、第1期电 子 学 报Vol.29No.12001年1月ACTAELECTRONICASINICAJan.2001分割双纹理图像的最佳Gabor滤波器设计方法吴高洪,章毓晋,林行刚(清华大学电子工程系,北京100084) 摘 要:本文提出了一种用单Gabor滤波器分割双纹理图像时最佳Gabor滤波器的设计方法.该方法根据纹理图像能量在频域上的分布相对集中但并不局限于单一频率的特性,通过比较两类纹理之间的Fourier功率谱密度来设计最佳Gabor滤波器.与现有的方法相比,它具有计算量小、分割
2、效果好的特点.另外它还提供了一种根据Gabor滤波器的频率带宽参数来指导搜索最佳滤波器的新策略,这与人类视觉系统的特性是相吻合的,具有很强的可操作性.关键词:图像分割;纹理分割;Gabor滤波器;视觉特性中图分类号:TN911173文献标识码:A文章编号:037222112(2001)0120048203OptimalGaborFilterDesignforBi2TexturedImageSegmentationWUGao2hong,ZHANGYu2jin,LINXing2gang(Departm
3、entofElectronicEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:AnewmethodfordesigningoptimalGaborfiltersisproposed,whichaimsatsegmentingbi2texturedimagewithasingleGaborfilter.Itisknownthattheenergydistributionoftextureiscentralizedrelative
4、lyinthefrequencydomain,butnotfocusedonasinglefrequencycomponent.Therefore,theoptimalGaborfilterisdesignedbycomparingtheFourierpowerspectrumdensitybe2tweentwotypesoftextures.Comparedwithotherexistingalgorithms,theproposedalgorithmrequireslesscomputatio
5、nalloadandac2quiresbettersegmentationresult.Moreover,astrategytosearchtheoptimalfilterwiththehelpofthebandwidthparameterofGaborfil2tersisprovided,whichismatchedwiththeperceptualpropertyofhumanvisionsystemandhasgreatmaneuverability.Keywords:imagesegmen
6、tation;texturesegmentation;Gaborfilters;visualperceptualproperty1 引言出一种利用Fourier功率谱选择最佳Gabor滤波器的方法,并 在图像处理和图像分析领域,Gabor滤波器已经得到了成根据人类视觉系统的频率响应特点,给出了利用滤波器频率功的应用.Gabor滤波器的一个优越性在于它满足“不确定性带宽参数指导搜索最佳Gabor滤波器的策略.原理”所确定的有效持续时间和有效频率带宽乘积的下限,这2Gabor函数和Gabor滤波器意
7、味着Gabor滤波器可以同时在时域和频域获得最佳的局部[7]化.Gabor滤波器的另一个优越性在于它是带通的,与人类视Gabor函数是由Gabor首先定义的,而后由Daugman将[8]觉接收场模型相吻合[1].本文讨论采用Gabor滤波器进行纹其扩展成2维结构.在一般情况下,往往令2维Gabor函数理图像分割的问题.的纵横比为1,此时2维Gabor函数可表示为:在纹理分割中应用Gabor滤波器的一个基本问题是确定h(x,y)=g(x,y)exp[2πj(Ux+Vy)](1)滤波器的参数.现有的两
8、种方法分别是:通过检测纹理图像式中(U,V)表示特定的空间频率,g(x,y)为下式所示的高斯Fourier功率谱的峰值来确定滤波器的参数[2];采用一组参数函数22预先设定的Gabor滤波器[3].由于它们都没有考虑到纹理本1x+yg(x,y)=2exp-2(2)2πσ2σ身的特点,得到的滤波器并不总是最优.另外它们都借助由多可见Gabor函数h(x,y)是一个被复正弦函数调制的高斯函个Gabor滤波器组成的滤波器组,由于Gabor滤波在实现上还2[4]数,它是一个RvC上的复值函
