一種用于目標識別和跟蹤的紋理特征提取方法技術

一種用于目標識別和跟蹤的紋理特征提取方法，該方法以待提取紋理特征的像素點作為圓心，畫兩個一大一小的同心圓，在兩個圓上順序等間隔采樣出相同個數的點，求出兩個圓上所采樣點的灰度值，再分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，得到兩個由1和0組成的二進制字符串，然后對這兩個二進制字符串進行按位異或操作，得到一個新的二進制字符串，對這個新二進制字符串進行圓周左移位操作，得到所有可能的二進制字符串，并從中找到所對應的十進制數值最小的那個二進制字符串即為所述的待提取紋理特征的像素點的紋理特征。本發明專利技術的紋理特征的提取方法計算量小，滿足目標識別和跟蹤的實時性要求。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，屬于計算機
，特別是屬于計算機視覺

技術介紹
隨著計算機技術的發展，計算機視覺在很多領域得到廣泛的應用。基于計算機視覺的目標識別和跟蹤是學術界和工業界一個重要的研究課題。紋理是物體所具有的一種有規律的表觀現象，紋理特征是實現目標識別和目標跟蹤的一類極其重要的有判別性的特征屬性。人們提出了很多種紋理特征的提取方法，但由于紋理本身的復雜性，目前的紋理特征的提取方法都存在一些缺點，因此找到一種有效的紋理特征的提取方法依然是計算機視覺
迫切需要解決的技術難題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的是專利技術一種紋理特征提取的方法，以便應用于目標識別和目標跟蹤的實際需要中。為了達到上述目的，本專利技術提出了，所述方法包括下列操作步驟(I)對需要處理的灰度圖像，以待提取紋理特征的像素點作為圓心，畫兩個同心圓，一個小圓，半徑為r，另一個大圓，半徑為R，r和R都為自然數，單位是圖像像素；(2)以步驟(I)所述的圓心作為坐標原點，以水平向右作為X軸的正方向，X軸的正半軸與小圓相交于nl點，以nl點作為起始點，以逆時針方向為正方向，在小圓上順序等間隔采樣取出q個點，即nl,n2,n3,.....,nq, q為偶數；x軸的正半軸與大圓相交于NI點，以NI點作為起始點，以逆時針方向為正方向，在大圓上也順序等間隔采樣取出q個點，即NI, N2, N3,.....，Nq ;(3)求出小圓上所采樣的q個點的灰度值，然后分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，如果小圓上第i個采樣點的灰度值不小于所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值，則讓vi取1，否則讓vi取0，i是自然數，i大于等于I且小于等于q ;這樣得到一個由I和O組成的二進制字符串vlv2......vq ；(4)求出大圓上所采樣的q個點的灰度值，然后分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，如果大圓上第i個采樣點的灰度值不小于所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值，則讓Vi取1，否則讓Vi取0，i是自然數，i大于等于I且小于等于q ;這樣得到一個由I和O組成的二進制字符串V1V2......Vq ；(5)對步驟(3)和步驟⑷所得到的二進制字符串vlv2......vq和V1V2......Vq進行按位異或操作，得到一個新的由I和O組成的二進制字符串tlt2......tq ；(6)對步驟(5)所得到的二進制字符串tlt2......tq進行q_l次圓周左移位操作，加上原始的二進制字符串tlt2......tq，總共有q個二進制字符串，從中找到所對應的十進制數值最小的那個二進制字符串T1T2......Tq，該二進制字符串即為所述的待提取紋理特征的像素點的紋理特征。所述步驟(3)和所述步驟(4)中求出采樣點的灰度值的具體方法是如果采樣點恰好位于某個像素點的中心，則該采樣點的灰度值即取該像素點的灰度值；如果采樣點不與任何像素點的中心重合，則首先找出與所述采樣點距離最近的四個像素點，然后所述采樣點的灰度值由所述的這四個像素點的灰度值插值得到。如果采樣點不與任何像素點的中心重合，則所述采樣點的灰度值插值計算的具體方法是采樣點與距離其最近的四個像素點的中心的距離分別是dl、d2、d3和d4，假設這四個像素點的灰度值分別是hi、h2、h3和h4，則所述采樣點的灰度值h可以根據下式計算獲得h = (hl/dl+h2/d2+h3/d3+h4/d4)/(l/dl+l/d2+l/d3+l/d4)。所述步驟(I)中大圓半徑R和小圓半徑r根據需要滿足設定的比例關系或設定的·差值關系。所述步驟⑴中如果要處理的圖像不是灰度圖像，可以先把原來的圖像轉化為灰度圖像后再進行后續操作，或者用原來圖像的一個合適的分量圖像作為灰度圖像來進行后續操作。本專利技術的有益效果在于本專利技術的紋理特征的提取方法計算量小，能很好的對物體的紋理進行描述，可以方便的應用于目標識別和目標跟蹤，滿足實時性要求。附圖說明圖I是本專利技術的流程示意圖。圖2是本專利技術一實施例中小圓和大圓上采樣點示意圖。圖3是本專利技術一實施例中米樣點灰度值插值不意圖。具體實施例方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本專利技術作進一步的詳細描述。參見圖I和圖2，介紹本專利技術提出的，所述方法包括下列操作步驟(I)對需要處理的灰度圖像，以待提取紋理特征的像素點作為圓心，畫兩個同心圓，一個小圓，半徑為r，另一個大圓，半徑為R，r和R都為自然數，單位是圖像像素；(2)以步驟(I)所述的圓心作為坐標原點，以水平向右作為X軸的正方向，X軸的正半軸與小圓相交于nl點，以nl點作為起始點，以逆時針方向為正方向，在小圓上順序等間隔采樣取出q個點，即nl,n2,n3,.....,nq, q為偶數；x軸的正半軸與大圓相交于NI點，以NI點作為起始點，以逆時針方向為正方向，在大圓上也順序等間隔采樣取出q個點，即NI, N2, N3,.....，Nq ;例如在圖2所示的例子中，我們取q為8，在小圓上采樣nl、n2、n3、n4、n5、n6、n7和η8這8個采樣點；在大圓上采樣NI、Ν2、Ν3、Ν4、Ν5、Ν6、Ν7和Ν8這8個采樣點；對于位于所處理圖像靠近邊緣位置的待提取紋理特征的像素點，上面所述的小圓和大圓上有些采樣點的位置坐標肯定會超出所處理圖像的范圍，這時可以采用對原始圖像進行鏡像或進行周期延拓的方法來處理。(3)求出小圓上所采樣的q個點的灰度值，然后分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，如果小圓上第i個采樣點的灰度值不小于所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值，則讓vi取1，否則讓vi取0，i是自然數，i大于等于I且小于等于q ;這樣得到一個由I和O組成的二進制字符串vlv2......vq ；例如在圖2所示的例子中，如果小圓上那8個采樣點的灰度值順序為{80，125，90，200，30，80，230，15}，待提取紋理特征的像素點的灰度值是100，則得到的二進制字符串vlv2......vq 就是01010010o(4)求出大圓上所采樣的q個點的灰度值，然后分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，如果大圓上第i個采樣點的灰度值不小于所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值，則讓Vi取1，否則讓Vi取0，i是自然數，i大于等于I且小于等于q ;這樣得到一個由I和O組成的二進制字符串V1V2......Vq ；例如在圖2所示的例子中，如果大圓上那8個采樣點的灰度值順序為{110，135，80，70，130，180，130，75}，待提取紋理特征的像素點的灰度值是100，則得到的二進制字符串 V1V2......Vq 就是:11001110ο(5)對步驟(3)和步驟⑷所得到的二進制字符串vlv2......vq和V1V2......Vq進行按位異或操作，得到一個新的由I和O組成的二進制字符串tlt2......tq ；例如如果我們對前面獲得的二進制字符串vlv2......vq(即01010010)和V1V2......Vq(即11001110)進行按位異或操作，則得到的二進制字符串tlt2......tq的值就是:10011100。(6)對步驟(5)所得到的二進制字符串tlt2......tq進行q_本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于目標識別和跟蹤的紋理特征提取方法，其特征在于：所述方法包括下列操作步驟：(1)對需要處理的灰度圖像，以待提取紋理特征的像素點作為圓心，畫兩個同心圓，一個小圓，半徑為r，另一個大圓，半徑為R，r和R都為自然數，單位是圖像像素；(2)以步驟(1)所述的圓心作為坐標原點，以水平向右作為x軸的正方向，x軸的正半軸與小圓相交于n1點，以n1點作為起始點，以逆時針方向為正方向，在小圓上順序等間隔采樣取出q個點，即n1，n2，n3，.....，nq，q為偶數；x軸的正半軸與大圓相交于N1點，以N1點作為起始點，以逆時針方向為正方向，在大圓上也順序等間隔采樣取出q個點，即N1，N2，N3，.....，Nq；(3)求出小圓上所采樣的q個點的灰度值，然后分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，如果小圓上第i個采樣點的灰度值不小于所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值，則讓vi取1，否則讓vi取0，i是自然數，i大于等于1且小于等于q；這樣得到一個由1和0組成的二進制字符串：v1v2......vq；(4)求出大圓上所采樣的q個點的灰度值，然后分別與所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值進行比較，如果大圓上第i個采樣點的灰度值不小于所述的待提取紋理特征的像素點的灰度值，則讓Vi取1，否則讓Vi取0，i是自然數，i大于等于1且小于等于q；這樣得到一個由1和0組成的二進制字符串：V1V2......Vq；(5)對步驟(3)和步驟(4)所得到的二進制字符串v1v2......vq和V1V2......Vq進行按位異或操作，得到一個新的由1和0組成的二進制字符串：t1t2......tq；(6)對步驟(5)所得到的二進制字符串t1t2......tq進行q?1次圓周左移位操作，加上原始的二進制字符串t1t2......tq，總共有q個二進制字符串，從中找到所對應的十進制數值最小的那個二進制字符串T1T2......Tq，該二進制字符串即為所述的待提取紋理特征的像素點的紋理特征。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：樊利民，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：