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专利号: 2014101078624
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.图像特征的显著结构和相关结构融合方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,图像的HOG特征和LBP特征的提取;

步骤2,样本集内部图像特征的显著结构的度量;

步骤3,样本集之间图像特征的相关结构的度量;

步骤4,显著结构和相关结构融合映射。

2.如权利要求1所述的图像特征的显著结构和相关结构融合方法,其特征在于,所述步骤1,图像的HOG特征和LBP特征的提取方法如下:图像的HOG特征提取,设I为灰度图像,I(x,y)为I在坐标(x,y)处的像素值,图像归一化如式(1)所示:

1/2

I(x,y)=I(x,y) (1)计算图像的梯度如式(2)所示:

Gx(x,y)=I(x+1,y)-I(x-1,y)Gy(x,y)=I(x,y+1)-I(x,y-1)式中Gx(x,y)、Gy(x,y)、G(x,y)、α(x,y)分别为表示输入图像像素(x,y)处的水平方向梯度幅值、垂直方向梯度幅值、梯度幅值、梯度方向;将图像分成有多个矩形单元格,单元格中有4×4个像素,将单元格的梯度方向在360度平均分成9个方向块,将梯度方向属于方向块范围的梯度幅值累加,形成9维特征向量,将相邻的四个单元格组成图像块,对图像块中36维特征向量z=[z1,z2,z3,...,z36]按照(3)式归一化得v=[v1,v2,v3,...,v36],vi=(zi-min(z))/(max(z)-min(z)) (3)串联所有的图像块特征向量得图像的HOG特征向量表示为x1i,设有m个图像样本,T

1≤i≤m,m个图像样本的HOG特征集为X1=[x11,x12,...,x1m] ;

图像的LBP特征提取,将图像分成有多个矩形单元格,单元格中有16×16个像素,对单元格中每个像素,将以其为中心相邻的8个像素的灰度值与其灰度值进行比较,若大于其灰度值,则该像素点的位置标记为1,否则为0,这样产生8位二进制数,从上到下,从左到右的顺序,得到中心像素点的LBP值,计算单元格的直方图,即为每个LBP值出现的频率,再按照式(3)的方法对表示直方图的向量归一化,最后得到的每个单元格的特征向量串联起来的图像的LBP特征向量表示为x2i,设有m个图像样本,1≤i≤m,m个图像样本的HOG特T征集为X2=[x21,x22,...,x2m]。

3.如权利要求1所述的图像特征的显著结构和相关结构融合方法,其特征在于,所述步骤2,样本集内部图像特征的显著结构的度量方法如下:因为选取的HOG特征和LBP特征描述都是分布特征,而且分布值特征因旋转变换产生2

周期性平移,欧氏距离不能直接测度偏移的分布值特征,所以选用χ 测度;m个图像样本,T根据步骤1,m个图像的HOG特征和LBP特征集表示为X1=[x11,x12,...,x1m] 和X2=T[x21,x22,...,x2m],图像的HOG特征的显著结构度量为dX1(x1i,x1j),x1i和x1j为图像i和图像j的HOG特征表征;图像的LBP特征的显著结构度量为dX2(x2i,x2j),x2i和x2j为图像i和图像j的LBP特征表征,它们分别由下式计算:

4.如权利要求1所述的图像特征的显著结构和相关结构融合方法,其特征在于,所述步骤3,样本集之间图像特征的相关结构的度量方法如下:T T

两个特征集表示为X1=[x11,x12,...,x1m] 和X2=[x21,x22,...,x2m],那么两个特征集间的相关结构度量S(X1,X2)表示为典型相关性的和,如下式所示,其中 Λ1、Λ2、Λ0分别为矩阵分解的对角

矩阵。

5.如权利要求1所述的图像特征的显著结构和相关结构融合方法,其特征在于,所述步骤4,显著结构和相关结构融合映射的方法如下:T T

定义X1=[x11,x12,...,x1m] 和X2=[x21,x22,...,x2m] 特征显著结构测度相似矩阵,以步骤2中的式(4)代入式(7),式(5)代入式(8)分别计算度量的相似矩阵为W1={W1i,j}和W2={W2i,j}(i=1,2,...,m j=1,2,...,m),如下式:

Wi,j=W1i,j+W2i,j (10)Wi,j为W矩阵在i行j列的元素

L=D-W (11)

其中

(B-XLXT)α=λXXTα (12)其中

Λ1、Λ2、Λ0分别为矩阵分解的对角矩阵;

通过迭代学习求解式A=[α1,α2,...,αd],第一步初始赋予A为单位矩阵;第二步通- -过P1、P2和A求得R1和R2正规化P1和P2(P1和P2被P1R11和P2R21正规化,R1和R2分别T T为AP1和AP2的QR分解上三角矩阵);第三步通过式(12)求解得A=[α1,α2,...,αd],T迭代5-6次数得收敛的结果,求解出A后,通过式Y=AX映射各个特征集,得融合后的特征集为Y。

6.如权利要求5所述的图像特征的显著结构和相关结构融合方法,其特征在于,P1和-1 -1 T TP2被P1R1 和P2R2 正规化,R1和R2分别为AP1和AP2的QR分解上三角矩阵。