基于纹理谱及其空间特征的图像检索

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1、高技术通讯圆园员园年第圆园卷第愿期：愿圆圆耀愿圆苑摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇凿燥蚤：员园援猿苑苑圆辕躁援蚤泽泽灶援员园园圆鄄园源苑园援圆园员园援园愿援园园怨基于纹理谱及其空间特征的图像检索①孙君顶②摇毋小省（河南理工大学计算机科学与技术学院摇焦作源缘源园园园）（河南省控制工程重点学科开放实验室摇焦作源缘源园园园）摘摇要摇针对传统纹理谱描述符维数较高且忽略了空间特征的问题，一方面进一步考虑邻域中心像素与其它像素间的灰度关系，改进了中心对称局部二值模式纹理谱描述符，另一方面基于灰度共生矩阵提出了纹理

2、谱基元共生矩阵的概念，并据此来提取纹理谱基元空间特征。通过不同图像库进行实验，结果表明，结合所提取的空间特征，可明显地提高传统纹理谱描述符的检索性能，而且所提出的描述符以较低的维数取得了较好的检索效果。关键词摇纹理谱，局部二值模式（蕴月孕），中心对称局部二值模式（悦杂鄄蕴月孕），纹理谱基元共生矩阵（栽杂悦酝），图像检索采用纹理谱统计特征（纹理谱直方图）作为纹理特园摇引言征的描述，显然忽略了纹理谱基元的空间分布特性，在图像纹理特征的描述中，纹理谱是一种十分而具有不同视觉特征的纹理图像很可能具有相似或［员］有效的工具，该方法首先由匀藻等

3、提出，其基本原完全相同的统计特征。理是通过描述中心像素与其周围邻域像素之间的相基于此，本文在悦杂鄄蕴月孕描述符的基础上，进一对灰阶关系描述图像局部纹理模式。在此基础上，步考虑了邻域中心像素与对称像素间灰阶的变化关韵躁葬造葬等提出了局部二值模式（造燥糟葬造遭蚤灶葬则赠责葬贼贼藻则灶，系，同时提出通过纹理谱基元共生矩阵来提取纹理［圆］蕴月孕）纹理谱描述符，并在文献［猿］中将蕴月孕描述谱基元的空间分布特性，最后结合纹理谱统计特征［源］符扩展到了任意邻域。万华林等及木拉提·哈及空间分布特征进行图像检索。采用不同图像库进［缘］米提等也都基于类

4、似的原理提出了相应的纹理行实验的结果均证明了本文方法的有效性。谱描述符（文中分别称为宰匀蕴鄄蕴月孕及酝蕴栽鄄蕴月孕）。蕴月孕及其扩展方法不需要复杂的理论推导，计算简员摇纹理谱描述符单且不受光照变化等因素的影响，因此在人脸识［远］［苑］［愿］别、医学图像分析、运动检测等领域得到了员援员摇蕴月孕广泛应用。蕴月孕描述符的基本原理是对于一个区域，将中但上述纹理谱描述符一方面特征维数都较高，心像素与其邻域像素的灰度进行比较，若周围像素不适应作为图像感兴趣区域的纹理描述。为此，灰度不小于中心像素灰度，则将该点赋值为员，否则［怨］匀藻蚤噪噪蚤造覿

5、等提出了中心对称局部二值模式（糟藻灶鄄赋值为园，然后将阈值处理结果与一个权值模板对［圆］贼藻则鄄泽赠皂皂藻贼则蚤糟造燥糟葬造遭蚤灶葬则赠责葬贼贼藻则灶，悦杂鄄蕴月孕）描述符，应相乘求和，即得到蕴月孕值。为了描述不同尺度将传统纹理谱描述符的维数降低到员远维，同时通过下的纹理结构，韵躁葬造葬等人又通过圆形邻域（杂，砸）设置全局阈值来判断纹理区域的平坦性。但悦杂鄄（杂表示圆形邻域中像素个数，砸表示邻域半径）以蕴月孕没有考虑邻域中心像素，仅关心邻域对称像素及对像素的线性插值，将算子扩展到任意的半径以［缘］间的灰阶关系，因此并不能全面描述局部

6、纹理模式，及任意邻域像素个数。同时算法中阈值的设定比较困难，全局阈值很难适设责糟表示中心像素灰度，责蚤表示其邻域像素的应所有纹理图像。另一方面，传统纹理谱描述符均灰度，蕴月孕值可表示为①教育部科学技术研究重点项目（圆员园员圆愿），河南省国际合作项目（园愿源猿园园缘员园园远缘）和河南省控制工程重点学科开放实验室开放课题基金（运郧圆园园怨鄄员源）资助项目。②男，员怨苑缘年生，博士，副教授；研究方向：图像处理与多媒体技术；联系人，耘鄄皂葬蚤造：泽怎灶躁凿岳澡责怎援藻凿怎援糟灶（收稿日期：圆园园怨鄄园远鄄园圆）—愿圆圆—孙君顶等：基于纹理谱

7、及其空间特征的图像检索杂原员统计图像不同蕴月孕值出现的概率，就可以得到图像蚤蕴月孕（曾，赠）越泽（责，责）伊圆，杂，砸∑蕴月孕蚤糟蚤越园的纹理谱直方图（即蕴月孕描述符）。图员给出了当杂员，责蚤≥责糟越愿时的计算示例，显然，当杂越愿时，纹理谱直方图泽（责，责）越（员）蕴月孕蚤糟为圆缘远维。园，其他图员摇蕴月孕、悦杂鄄蕴月孕、酝蕴栽鄄蕴月孕及改进的悦杂鄄蕴月孕（陨悦杂鄄蕴月孕）描述符（杂越愿）员援圆摇宰匀蕴蕴月孕述符适合对图像感兴趣区域进行描述，悦杂鄄蕴月孕描述［怨］在万华林等所提出的描述方法中，邻域内的像符仅仅考虑了与中心像素对称的

8、四对像素间的素首先按照从上到下、从左至右的顺序排列，如图圆灰度关系，悦杂鄄蕴月孕值的计算如下：所示，其计算方法如下［源］：（杂辕圆）原员蚤悦杂蕴月孕（曾，赠）越泽（责，责）伊圆杂，砸∑悦杂原蕴月孕蚤蚤垣（孕辕圆）杂原圆蚤越园蚤宰匀蕴蕴