第九章-影像纹理分析

影像纹理分析第九章影像纹理分析第九章影像纹理分析纹理概述直方图分析法自相关函数分析法

灰度共生矩阵分析法行程长度统计法主要内容：影象纹理区域分割和边缘检测影象纹理的小波分析法和分形分析法

9.1纹理概述一.图像纹理的概念二.图像纹理的分类三.纹理分析四.纹理分析的主要应用图像的“纹理”（Texture）：9.1纹理概述纹理：物体上呈现的线形纹路。是对图像的像素灰度级在空间上的分布模式的描述，反映图像中物品的质地。如粗细度、平滑性、颗粒性、随机性、方向性、直线性、周期性、重复性等。一.图像纹理的概念9.1纹理概述联系？区别？9.1纹理概述9.1纹理概述9.1纹理概述9.1纹理概述

在局部区域内呈现不规则性，而在整体上表现出某种规律性。特点：把这种局部不规则而宏观有规律的特性称之为纹理特性；以纹理特性为主导的图像，常称为纹理图像；以纹理特性为主导特性的区域，常称为纹理区域。纹理作为一种区域特性，在图像的一定区域上才能反映或测量出来。

9.1纹理概述9.1纹理概述9.1纹理概述纹理标志的两个基本要素：1）某种局部的序列性在该序列更大的区域内不断重复2）区域内任何地方都有大致相同的结构尺寸二.图像纹理的分类（1）自然纹理、人工纹理9.1纹理概述

自然纹理：种子、草地（无规则性）

人工纹理：织物、砖墙（有规则性，它的灰度分布具有周期性，即使灰度变化是随机的，它也具有一定的统计特性）9.1纹理概述（2）确定性纹理、随机型纹理

确定性纹理：构成纹理的规律是确定的。

随机型纹理：构成纹理的规律是随机的。a)确定型纹理 b)随机型纹理9.1纹理概述纹理分析是指通过一定的图像处理技术抽取出纹理特征，从而获得纹理的定量或定性描述的处理过程。9.1纹理概述三.纹理分析纹理特征是从图像中计算出来的值，它对区域内部灰度级变化的特征进行量化。

当图象中大量出现同样的或差不多的基本图象元素（模式）时，纹理分析是研究这类图象的最重要的手段之一。(1)统计方法(2)结构方法(3)频谱分析方法9.1纹理概述纹理的分析方法：(1)纹理分析的统计方法：从图像有关属性的统计分析出发用于木纹、纱地、草地等不规则物体自然纹理，具有重复性排列现象的自然景象，无规则9.1纹理概述数学手段：自相关函数、灰度共生矩阵、灰度行程模型、分形分维方法、马尔可夫随机场方法等。着力找出纹理基元，然后从结构组成上探索纹理的规律通过纹理的元素及其排列规则来描述纹理的结构。人工纹理：是由自然背景上的符号排列组成、有规则的9.1纹理概述(2)纹理分析的结构方法：采用基于传统的Fourier频谱分析方法以确定纹理基元及其排列规律。手段：峰值处的面积、峰值处的相位、峰值与原点的距离平方、两个峰值间的相角差等。9.1纹理概述(3)纹理分析的频谱分析方法：四.纹理分析的主要应用：影像区域的识别(recognitionofimageRegions)

纹理分类(textureclassification)

纹理分割(texturesegmentation)

纹理合成(Texturesynthesis)

9.1纹理概述纹理概述直方图分析法自相关函数分析法

灰度共生矩阵分析法

行程长度统计法影象纹理区域分割和边缘检测影象纹理的小波分析法和分形分析法

9.2直方图分析法灰度直方图的定义：反映一幅图像中各灰度级与各灰度级像素出现的频率之间的关系。

它反应了图像的灰度分布，纹理区域的灰度直方图可以作为纹理特征。如果限定对象，则采用这样简单的方法也能够识别纹理。9.2直方图分析法9.2直方图分析法9.2直方图分析法

但是灰度直方图不能得到纹理的二维灰度变化，即使作为一般性的纹理识别法，其能力是很低的。

例如下图两种纹理具有相同的直方图，只靠直方图就不能区别这两种纹理。9.3自相关函数分析法

若有一幅图像f(i，j)，i，j=0，1，…，N-1，则该图像的自相关函数定义为9.3自相关函数分析法

(123123123123)一维信号：9.3自相关函数分析法

9.3自相关函数分析法

自相关函数ρ(x，y)随x，y大小而变化，其变化与图像中纹理粗细的变化有着对应的关系，因而可描述图像纹理特征。

定义d=（x2+y2）1/2，d为位移矢量，r(x,y)可记为r(d)。在x＝0，y＝0时，从自相关函数定义可以得出，ρ(d)＝1为最大值。

随着d的继续增加，ρ(d)则会呈现某种周期性的变化，其周期大小可描述纹理基元分布的疏密程度。

不同的纹理图像，ρ(x,y)随d变化的规律是不同的。

当纹理较粗时，ρ(d)随d的增加下降速度较慢；

当纹理较细时，ρ(d)随着d的增加下降速度较快。

9.3自相关函数分析法

Kaizer北极航空照片七类不同地面覆盖物的图像对每一类地面覆盖物作出它们的自相关函数随d的变化曲线。当r(d)=1/e时，七条曲线对应的d值分别