基于随机森林的遥感图像分类算法研究

基于内容的图像检索_累加直方图算法

基于容的图像检索——累加直方图算法摘要随着多媒体、网络技术的迅速发展，图像信息的应用日益广泛，对规模越来越大的图像数据库、可视信息进行有效的管理成为迫切需要解决的问题，灵活、高效、准确的图像检索策略是解决这一问题的关键技术之一。因此，基于容的图像检索已成为国外学者研究的主要热点问题，并取得了不少的成果。本文主要对当今热门的基于容的图像检索技术进行了研究，重点对它的算法进行研究。在半年的时间里，通过查阅很多相关的资料，并认真学习了基于容的图像检索的基本理论，特别是深入研究了颜色直方图理论和累加直方图算法，最后在MATLAB平台下编程实现此系统，该系统可以实现基本图像检索的功能，根据用户输入的样本图像来与图像库中的图像进行特征匹配，然后找出与样本图像距离比较小的若干幅图像，并按照图像之间的距离由小到大的顺序显示给用户。经过对该系统进行反复的调试运行后，该系统所实现的功能基本达到了设计目标，并且运行良好。当用户提供出所要查询的关键图后，系统就可以从用户提供的图像库中检索到与关键图相似的图片并排序返回给用户，达到了预期效果。关键词：图像检索累加直方图颜色特征 MATLAB

目次 1 绪论 (1) 1.1 国外的研究现状 (1) 1.2 选题意义及本文研究的容 (3) 2 基于容的图像检索的简介 (4) 2.1 基于容的图像检索技术的概述 (4) 2.2 基于容的图像检索的关键技术 (5) 3 基于容的图像检索原理和特点 (6) 3.1 基于容的图像检索的原理及处理过程 (6) 3.2 基于容图像检索的特点 (8) 4 颜色特征理论 (8) 4.1 颜色模型 (9) 4.2 颜色特征提取 (10) 5 直方图理论 (12) 5.1 颜色直方图 (12) 5.2 直方图的矩 (13) 5.3 直方图均衡化算法 (14) 5.4 基于直方图的图像检索技术分析 (14) 6 累加直方图算法 (16) 6.1 累加直方图 (16) 6.2 算法实现 (18) 6.3 改进的局部累加直方图算法 (18)

遥感图像分类

实验四遥感图像分类一、背景知识图像分类就是基于图像像元的数据文件值，将像元归并成有限几种类型、等级或数据集的过程。常规计算机图像分类主要有两种方法：非监督分类与监督分类，本实验将依次介绍这两种分类方法。非监督分类运用ISODATA（Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique)算法，完全按照像元的光谱特性进行统计分类，常常用于对分类区没有什么了解的情况。使用该方法时，原始图像的所有波段都参于分类运算，分类结果往往是各类像元数大体等比例。由于人为干预较少，非监督分类过程的自动化程度较高。非监督分类一般要经过以下几个步骤：初始分类、专题判别、分类合并、色彩确定、分类后处理、色彩重定义、栅格矢量转换、统计分析。监督分类比非监督分类更多地要用户来控制，常用于对研究区域比较了解的情况。在监督分类过程中，首先选择可以识别或者借助其它信息可以断定其类型的像元建立模板，然后基于该模板使计算机系统自动识别具有相同特性的像元。对分类结果进行评价后再对模板进行修改，多次反复后建立一个比较准确的模板，并在此基础上最终进行分类。监督分类一般要经过以下几个步骤：建立模板(训练样本)分类特征统计、栅格矢量转换、评价模板、确定初步分类图、检验分类结果、分类后处理。由于基本的非监督分类属于IMAGINE Essentials级产品功能，但在IMAGINE Professional级产品中有一定的功能扩展，非监督分类命令分别出现在Data Preparation菜单和Classification菜单中，而监督分类命令仅出现在Classification菜单中。二、实验目的理解并掌握图像分类的原理，学会图像分类的常用方法：人工分类（目视解译）、计算机分类（监督分类、非监督分类）。能够针对不同情况，区别使用监督分类、非监督分类。理解计算机分类的常用算法实现过程。熟练掌握遥感图像分类精度评价方法、评价指标、评价原理，并能对分类结果进行后期处理。三、实验内容（6课时） 1.非监督分类（Unsupervised Classification)； 2.监督分类（Supervised Classification)； 3.分类精度评价（evaluate classification）； 4.分类后处理（Post-Classification Process）；四、实验准备实验数据：非监督分类文件：germtm.img 监督分类文件：tm_860516.img 监督模板文件：tm_860516.sig 五、实验步骤、方法 1、非监督分类（Unsupervised Classification)

遥感图像几种分类方法的比较

摘要遥感图像分类一直是遥感研究领域的重要内容，如何解决多类别的图像的分类识别并满足一定的精度，是遥感图像研究中的一个关键问题，具有十分重要的意义。遥感图像的计算机分类是通过计算机对遥感图像像素进行数值处理，达到自动分类识别地物的目的。遥感图像分类主要有两类分类方法:一种是非监督分类方法，另一种是监督分类方法。非监督分类方法是一个聚类过程，而监督分类则是一个学习和训练的过程，需要一定的先验知识。非监督分类由十不能确定类别属性，因此直接利用的价值很小，研究应用也越来越少。而且监督分类随着新技术新方法的不断发展，分类方法也是层出不穷。从传统的基十贝叶斯的最大似然分类方法到现在普遍研究使用的决策树分类和人工神经网络分类方法，虽然这些方法很大程度改善了分类效果，提高了分类精度，增加了遥感的应用能力。但是不同的方法有其不同优缺点，分类效果也受很多因素的影响。本文在对国内外遥感图像分类方法研究的进展进行充分分析的基础上，应用最大似然分类法、决策树分类法对TM影像遥感图像进行了分类处理。在对分类实现中，首先对分类过程中必不可少的并影响分类效果的步骤也进行了详细地研究，分别是分类样本和分类特征；然后详细介绍两种方法的分类实验；最后分别分析分类结果图，采用混淆矩阵和kappa系数对两种方法的分类结果进行精度评价。关键词:TM遥感影像，图像分类，最大似然法，决策树题目：遥感图像几种分类方法的比较...................................... 错误！未定义书签。摘要.. (1) 第一章绪论 (3)

1.1遥感图像分类的实际应用及其意义 (4) 1.2我国遥感图像分类技术现状 (5) 1.3遥感图像应用于测量中的优势及存在的问题 (6) 1.3.1遥感影像在信息更新方面的优越性 (6) 1.3.2遥感影像在提取信息精度方面存在的问题 (6) 1.4研究内容及研究方法 (8) 1.4.1研究内容 (8) 1.4.2 研究方法 (8) 1.5 论文结构 (9) 第二章遥感图像的分类 (9) 2.1 监督分类 (9) 2.1.1 监督分类的步骤 (9) 2.1.2 最大似然法 (11) 2.1.3 平行多面体分类方法 (12) 2.1.4 最小距离分类方法 (13) 2.1.5监督分类的特点 (13) 2.2 非监督分类 (14) 2.2.1 K-means算法 (14) K-均值分类法也称为 (14) 2.2.2 ISODATA分类方法 (15) 2.2.3非监督分类的特点 (17) 2.4遥感图像分类新方法 (17) 2.4.1基于决策树的分类方法 (17) 2.4.2 人工神经网络方法 (19) 2.4.3 支撑向量机 (20) 2.4.4 专家系统知识 (21) 2.5 精度评估 (22) 第三章研究区典型地物类型样本的确定 (24) 3.1 样本确定的原则和方法 (24) 3.2 研究区地物类型的确定 (24) 3.3样本区提取方案 (25) 3.4 各个地物类型的样本的选取方法 (25) 3.4.1 建立目视解译标志 (25) 3.4.2 地面实地调查采集 (26) 3.4.3 利用ENVI遥感图像处理软件选取样本点 (26) 第四章遥感图像分类实验研究 (26) 4.1遥感影像适用性的判定 (26) 4.2分类前的预处理 (28) 4.2.1空间滤波的处理 (28) 4.2.2 频域滤波处理 (28) 4.3利用ENVI软件对影像按照不同的分类方法进行监督分类 (30) 4.3.1监督分类 (30) 4.3.2 决策树 (33) 4.4分类后的处理 (35)

图像分类

第六章图像分类遥感图像分类就是利用计算机对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析，选择特征，将图像中每个像元按照某种规则或算法划分为不同的类别，然后获得客观的地物信息的过程。一般的分类方法可分为两种：监督分类与非监督分类。将多源数据应用于图像分类中，发展了基于专家知识的决策树分类。 4.1 非监督分类非监督分类是指人们事先对分类过程不施加任何的先验知识，而仅凭数据（遥感影像地物的光谱特征的分布规律），即自然聚类的特性，进行“盲目”的分类；其分类的结果只是对不同类别达到了区分，但并不能确定类别的属性。其类别的属性是通过分类结束后目视判读或实地调查确定的。主要有两方法：ISODATA分类与K-Means 分类。 4.1.1 ISODATA分类 ISODATA是一种遥感图像非监督分类法。全称“迭代自组织数据分析技术”（Iterative Self-Organizing Data Analysis Technique）。ISODATA使用最小光谱距离方程产生聚类，此方法以随机的类中心作为初始类别的“种子”，依据某个判别规则进行自动迭代聚类的过程。在两次迭代的之间对上一次迭代的聚类结果进行统计分析，根据统计参数对已有类别进行取消、分裂、合并处理，并继续进行下一次迭代，直至超过最大迭代次数或者满足分类参数（阈值），完成分类过程。操作步骤如下：（1）在主菜单中，选择File→Open Image File，打开待分类图像；（2）在主菜单中，选择Classification→Unsupervised→ISOData；（3）在Classification Input File选择分类的图像文件；（4）在ISODATA Parameters窗口中设置分类参数以及输出路径和文件名（图4-1）；图4-1 ISODATA分类参数设置

基于颜色特征的图像检索算法的实现

目录摘要 (1) 关键字 (1) 1绪论 (1) 1.1 基于内容的图像检索的概念 (1) 1.2 基于内容的图像检索的发展历史 (1) 1.3 基于内容的图像检索的特点和主要应用 (1) 1.4 基于内容的图像检索的关键技术 (2) 1.5 国内外研究现状 (3) 1.5.1 国外研究现状 (3) 1.5.2 国内研究现状 (4) 2 基于颜色特征的图像检索方法 (4) 2.1 颜色度量体系 (4) 2.2 颜色空间 (5) 2.2.1 RGB颜色空间 (5) 2.2.2 HSV颜色空间 (5) 2.2.3 CMY颜色空间 (6) 3 颜色特征的表达 (7) 3.1 颜色直方图 (7) 3.2 累加直方图 (8) 4 图像特征的相似性匹配 (9) 4.1 距离度量方法 (9) 4.2直方图的交集的方法 (9) 4.3 欧式距离法 (9) 5 图像检索算法实现 (10) 5.1程序开发运行环境 (10) 5.2 程序检索逻辑 (10) 5.3 算法具体实现 (11) 5.4 实例演示 (14) 6 全文总结与展望 (15) 6.1 全文总结 (15) 6.2 展望 (15) 致谢 (15) 参考文献 (16) 英文摘要 (16)

基于颜色特征的图像检索算法的实现摘要：文章介绍了一种基于颜色特征的图像检索技术的算法并给出了程序实现。首先介绍了基于内容的图像检索技术、发展历史及基于内容的图像检索技术的特点和主要应用，并在此基础上探讨了该领域所用到的一些关键技术。文章着重探讨了图像的颜色空间、图像特征提取及图像相似性度量等内容，并利用matlab技术实现了一个简单图像检索的程序。文章最后则对当前基于内容图像检索技术研究热点和今后的发展方向进行简单的阐述。关键字：基于内容的图像检索；颜色特征；颜色直方图；相似度度量方法 1 绪论 1.1 基于内容的图像检索的概念基于内容的图像检索[1]（Content Based Image Retrieval, CBIR）是一项从图像数据库中找出与检索式内容相似的图像的检索技术。它利用从图像中自动抽取出来的底层特征，如颜色、纹理、轮廓和形状等特征，进行计算和比较，检索出符合用户需求的结果图像集。目前图像检索系统技术实现的基础是对底层特征信息的计算和比较，也即是“视觉相似”。 1.2 基于内容的图像检索的发展历史图像检索技术的发展[2]可以分为两个阶段，第一阶段始于70年代，当时的图像检索是通过人工的标注来实现的，随着计算机技术和通信网技术的发展，特别是因特网的快速发展，图像数据的容量越来越大了，这种“以关键字找图”的方法越来越不适应检索技术的发展了。由于图像内容的丰富内涵以及人们对图像内容进行抽象时的主观性不同的人对同一幅图像有不同的理解，这就引入了主观多义，不利于检索。为了克服文本标注检索的弊端，90年代研究者提出了基于内容的图像检索，其方法是:根据图像的颜色特征、纹理特征、形状特征以及空间关系等作为索引，计算查询图像和目标图像之间的相似距离，然后按相似度匹配进行检索，这种技术很大程度地利用了人们的视觉客观特性，避免不同人对图像主观理解的不同而达不到理想的搜索效果。从研究方向的层面来看，基于内容的图像检索可分为三层：第一层是根据图像的底层特性来进行检索，如颜色、纹理，形状等等，涉及图像信息处理、图像分析和相似性匹配技术；第二层是基于图像对象语义，如图像中实体及实体之间的拓扑关系的检索，对象级检索技术建立在下层特征基础上，并引入了对象模型库、对象识别和人工智能等图像理解技术；第三层是基于图像的抽象属性如行为语义，情感语义和场景语义的推理学习来进行检索。需要用到知识库和更加有效的人工智能和神经网络技术。这三个层次由低到高，与人的认知接近，下一个层次通常包含了比上一个层次更高级的语义，更高层的语义往往通过较低层的语义推理获得。尽管经过了多年的研究，较为成熟的基于内容的图像检索技术目前仍处于底层水平，由于底层研究是上层研究的基础，为了给上层建立准确、有效的图像特征提取方法，底层的研究仍在不断的发展。 1.3 基于内容的图像检索的特点和主要应用基于内容的图像检索技术有以下特点[3]：一是它突破了传统的基于表达式检索的局限，从媒体内容中提取信息线索。

试述遥感图像分类的方法,并简单分析各种分类方法的优缺点。

遥感原理与应用 1.试述遥感图像分类的方法，并简单分析各种分类方法的优缺点。答：监督分类：1、最大似然法；2、平行多面体分类法:这种方法比较简单，计算速度比较快。主要问题是按照各个波段的均值为标准差划分的平行多面体与实际地物类别数据点分布的点群形态不一致，也就造成俩类的互相重叠，混淆不清的情况；3、最小距离分类法:原理简单，分类精度不高，但计算速度快，它可以在快速浏览分类概况中使用。通常使用马氏距离、欧氏距离、计程距离这三种判别函数。主要优点：可充分利用分类地区的先验知识，预先确定分类的类别；可控制训练样本的选择，并可通过反复检验训练样本，以提高分类精度（避免分类中的严重错误）；可避免非监督分类中对光谱集群组的重新归类。主要缺点：人为主观因素较强；训练样本的选取和评估需花费较多的人力、时间；只能识别训练样本中所定义的类别，对于因训练者不知或因数量太少未被定义的类别，监督分类不能识别，从而影响分结果（对土地覆盖类型复杂的地区需特别注意）。非监督分类：1、ISODATA； 2、K-Mean：这种方法的结果受到所选聚类中心的数目和其初始位置以及模式分布的几何性质和读入次序等因素的影响，并且在迭代的过程中又没有调整类别数的措施，因此不同的初始分类可能会得到不同的分类结果，这种分类方法的缺点。可以通过其它的简单的聚类中心试探方法来找出初始中心，提高分类结果；主要优点：无需对分类区域有广泛地了解，仅需一定的知识来解释分类出的集群组；人为误差的机会减少，需输入的初始参数较少（往往仅需给出所要分出的集群数量、计算迭代次数、分类误差的阈值等）；可以形成范围很小但具有独特光谱特征的集群，所分的类别比监督分类的类别更均质；独特的、覆盖量小的类别均能够被识别。主要缺点：对其结果需进行大量分析及后处理，才能得到可靠分类结果；分类出的集群与地类间，或对应、或不对应，加上普遍存在的“同物异谱”及“异物同谱”现象，使集群组与类别的匹配难度大；因各类别光谱特征随时间、地形等变化，则不同图像间的光谱集群组无法保持其连续性，难以对比。

随机森林算法

随机森林算法 1.算法简介随机森林由LeoBreiman（2001）提出，它通过自助法（bootstrap）重采样技术，从原始训练样本集N中有放回地重复随机抽取k个样本生成新的训练样本集合，然后根据自助样本集生成k个分类树组成随机森林，新数据的分类结果按分类树投票多少形成的分数而定。其实质是对决策树算法的一种改进，将多个决策树合并在一起，每棵树的建立依赖于一个独立抽取的样品，森林中的每棵树具有相同的分布，分类误差取决于每一棵树的分类能力和它们之间的相关性。特征选择采用随机的方法去分裂每一个节点，然后比较不同情况下产生的误差。能够检测到的内在估计误差、分类能力和相关性决定选择特征的数目。单棵树的分类能力可能很小，但在随机产生大量的决策树后，一个测试样品可以通过每一棵树的分类结果经统计后选择最可能的分类。 2.算法原理决策树（decision tree）是一个树结构（可以是二叉树或非二叉树）。其每个非叶节点表示一个特征属性上的测试，每个分支代表这个特征属性在某个值域上的输出，而每个叶节点存放一个类别。使用决策树进行决策的过程就是从根节点开始，测试待分类项中相应的特征属性，并按照其值选择输出分支，直到到达叶子节点，将叶子节点存放的类别作为决策结果。随机森林模型的基本思想是：首先，利用bootstrap抽样从原始训练集抽取k 个样本，且每个样本的样本容量都与原始训练集一样；其次，对k个样本分别建立k个决策树模型，得到k种分类结果；最后，根据k种分类结果对每个记录进行投票表决决定其最终分类，如下图所示。在建立每一棵决策树的过程中，有两点需要注意采样与完全分裂。首先是两个随机采样的过程，random forest对输入的数据要进行行、列的采样。对于行采样，采用有放回的方式，也就是在采样得到的样本集合中，可能有重复的样本。

遥感图像分类后处理

遥感图像分类后处理一、实验目的与要求监督分类和决策树分类等分类方法得到的一般是初步结果，难于达到最终的应用目的。因此，需要对初步的分类结果进行一些处理，才能得到满足需求的分类结果，这些处理过程就通常称为分类后处理。常用分类后处理通常包括：更改分类颜色、分类统计分析、小斑点处理（类后处理）、栅矢转换等操作。本课程将以几种常见的分类后处理操作为例，学习分类后处理工具。二、实验内容与方法 1.实验内容 1.小斑块去除 ●Majority和Minority分析 ●聚类处理（Clump） ●过滤处理（Sieve） 2.分类统计 3.分类叠加 4.分类结果转矢量 5.ENVI Classic分类后处理 ●浏览结果 ●局部修改 ●更改类别颜色 6.精度评价 1.实验方法在ENVI 5.x中，分类后处理的工具主要位于Toolbox/Classification/Post Classification/；

三、实验设备与材料 1.实验设备装有ENVI 5.1的计算机 2.实验材料以ENVI自带数据"can_tmr.img"的分类结果"can_tmr_class.dat"为例。数据位于"...\13数据\"。其他数据描述： ?can_tmr.img ——原始数据 ?can_tmr_验证.roi ——精度评价时用到的验证ROI 四、实验步骤 1.小斑块去除应用监督分类或者非监督分类以及决策树分类，分类结果中不可避免地会产生一些面积很小的图斑。无论从专题制图的角度，还是从实际应用的角度，都有必要对这些小图斑进行剔除或重新分类，目前常用的方法有Majority/Minority分析、聚类处理（clump）和过滤处理（Sieve）。 1)Majority和Minority分析 Majority/Minority分析采用类似于卷积滤波的方法将较大类别中的虚假像元归到该类中，定义一个变换核尺寸，主要分析（Majority Analysis）用变换核中占主要地位（像元数最多）的像元类别代替中心像元的类别。如果使用次要分析（Minority Analysis），将用变换核中占次要地位的像元的类别代替中心像元的类别。下面介绍详细操作流程：（1）打开分类结果——"\12.分类后处理\数据\can_tmr_class.dat"；（2）打开Majority/Minority分析工具，路径为Toolbox /Classification/Post Classification/Majority/Minority Analysis，在弹出对话框中选择"can_tmr_class.dat"，点击OK；（3）在Majority/Minority Parameters面板中，点击Select All Items选中所有的类别，其他参数按照默认即可，如下图所示。然后点击Choose按钮设置输出路径，点击OK执行操作。

图像分类所需知识整理

图像分类图像分类技术得益于两种技术的发展，一种是数据库技术，另一种是计算机显示技术。从这两种技术角度来看，图像分类技术可以分为基于文本的图像分类系统和基于图像自身内容的分类系统。基于内容的图像分类系统为了克服传统图像分类技术的局限性，人们开始寻求新的图像分类检索方法，于是出现了基于内容的图像分类技术，即使用图像本身的颜色、形状、纹理等视觉特征代替传统的手工填加关键字信息进行分类的技术。基于内容的分类它直接对图像内容进行分析，抽取特征和语义，利用这些特征和语义进行分类并建立索引，进行检索。人们已经将研究重点转移到从图像的视觉内容中自动提取图像特征用于分类及检索上，并且已经开发了各类基于内容的图像视频分类检索系统。其中较著名的有QBIC、Photobook、Foureys等。这些系统主要利用了图像的低层次信息，如颜色、形状、布局、纹理等。近几年来，基于内容的图像分类检索技术有了长足的发展，主要是基于低层次视觉特征的图像分类检索，比较成功的例子有IBM 公司的QBIC系统等。但是针对高层次语义特征的图像分类检索系统还没有成熟的产品。在基于内容的多媒体信息分类检索技术研究中，基于理解的文本分类检索已经有比较好的研究成果，但基于视觉特征和语义特征的图像、音视频分类检索尚处于研究开始阶段。目前，在图像分类方面，还没有比较成熟的算法能够对所有的图像类型都进行有效的分类。因此研究图像分类的有效算法对于图像检索技术发展具有十分重要的意义。从不同的角度，图像可以分为不同的类别。本文将图像根据功能不同分为图标类图像和图片类图像。图片类图像在分类技术上，采用提取图像的颜色数，主体颜色，色彩的饱和度等图像基本特征的方法，根据图像低层次的可见特征进行分类。这些种类不同的图像在视觉特征上有较大的区别，结合因特网中网页的相关文本信息可以实现语义级的分类。图像的合理分类对提高基于内容的图像检索结果的准确性具有十分重要的作用。万维网上的图像的类别一般如下照片类图片(Photograph)特点照片类图片通常指具有纹理或纹理趋势的实物图片或通过某些专门软件(如photoshop、3D Max等)处理产生的图片。照片类图片包括照片(从自然界采集或通过扫描得到的图片)、类照片(主要指通过某些专门的图片处理软件生成的图片或计算机游戏的屏幕图片)等。特点为：图片中使用的颜色数多，颜色逼真、鲜艳，颜色层次丰富，并且颜色之间过渡比较缓慢，能够表现出颜色、阴影的细微层次变化。都有比较明显的纹理或纹理趋势，边缘一般模糊不清晰，且在大小比率(长*高)上差别也较小。常用来显示真实的场景。如果从照片内容上分类，照片类图片可以分为自然景物类和人造景物类图片。自然景物类图片一般颜色比较鲜明，但是纹理趋势不明显，而人造景物类图片中一般为城市高楼、宗教庙宇、室内物件之类的图片，图片中包含的线条比较多，有较明显的纹理趋势。图画类图片(Graphic)特点图画类图片通常都是具有良好边界的设计图片，它一般是通过绘图软件或是手工绘制而成。图画类图片主要包括：卡通画、国画、油画、图表、徽标、艺术字等。与照片类图片相比，图画类图片中使用的颜色数较少，但是区域颜色的饱和度通常都比较高，多使用纯色或是饱和度较高的颜色，并且颜色间的过渡也较照片类图片快，颜色层次单薄。图片中纹理趋势不明显，通常有清晰的线条和光滑的边缘。另外图画类图片在大小比率上差别较大。

Bag of features(Bof)图像检索算法

Bag of features（Bof）一种是用于图像和视频检索的算法，此算法的神奇之处，就在于对于不同角度，光照的图像，基本都能在图像库中正确检索。而写这篇文章的目的也就在于向大家介绍这种神奇的图像检索算法，也是给自己做个备忘。 BoF算法的思想。 Bof,即Bag of features，中文翻译为“词袋”，是一种用于图像或视频检索的技术。而检索就要进行比对。两幅不同的图像如何比对，比对什么，这就需要提炼出每幅图像中精练的东西出来进行比较。正如超市中的条形码，就能很好的反映出一件商品的所有特征。因此概括的来说，bof就是生成每幅图像的“条形码”来进行检索。实验中，我们有一个包含100幅图像的小型图像库。然后再拿一些图像进行query，来找出库中与之对应的图像。 1.首先，我们用surf算法生成图像库中每幅图的特征点及描述符。 2.再用k-means算法对图像库中的特征点进行训练，生成类心。 3.生成每幅图像的BOF，具体方法为：判断图像的每个特征点与哪个类心最近，最近则放入该类心，最后将生成一列频数表，即初步的无权BOF。 4.通过tf-idf对频数表加上权重，生成最终的bof。（因为每个类心对图像的影响不同。比如超市里条形码中的第一位总是6，它对辨别产品毫无作用，因此权重要减小）。 5.对query进来的图像也进行3.4步操作，生成一列query图的BOF。 6.将query的Bof向量与图像库中每幅图的Bof向量求夹角，夹角最小的即为匹配对象。1.首先，我们用surf算法生成图像库中每幅图的特征点及描述符。

2.再用k-means算法对图像库中的特征点进行训练，生成类心。 3.生成每幅图像的BOF，具体方法为：判断图像的每个特征点与哪个类心最近，最近则放入该类心，最后将生成一列频数表，即初步的无权BOF。 4.通过tf-idf对频数表加上权重，生成最终的bof。（因为每个类心对图像的影响不同。比如超市里条形码中的第一位总是6，它对辨别产品毫无作用，因此权重要减小）。 5.对query进来的图像也进行3.4步操作，生成一列query图的BOF。 6.将query的Bof向量与图像库中每幅图的Bof向量求夹角，夹角最小的即为匹配对象。其实思想也很简单，对吧~

遥感图像分类方法的国内外研究现状与发展趋势

遥感图像分类方法的研究现状与发展趋势摘要：遥感在中国已经取得了世界级的成果和发展，被广泛应用于国民经济发展的各个方面，如土地资源调查和管理、农作物估产、地质勘查、海洋环境监测、灾害监测、全球变化研究等，形成了适合中国国情的技术发展和应用推广模式。随着遥感数据获取手段的加强，需要处理的遥感信息量急剧增加。在这种情况下，如何满足应用人员对于大区域遥感资料进行快速处理与分析的要求，正成为遥感信息处理面临的一大难题。这里涉及二个方面，一是遥感图像处理本身技术的开发，二是遥感与地理信息系统的结合，归结起来，最迫切需要解决的问题是如何提高遥感图像分类精度，这是解决大区域资源环境遥感快速调查与制图的关键。关键词：遥感图像、发展、分类、计算机一、遥感技术的发展现状遥感技术正在进入一个能够快速准确地提供多种对地观测海量数据及应用研究的新阶段，它在近一二十年内得到了飞速发展，目前又将达到一个新的高潮。这种发展主要表现在以下4个方面： 1. 多分辨率多遥感平台并存。空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高目前，国际上已拥有十几种不同用途的地球观测卫星系统，并拥有全色0．8～5m、多光谱3．3～30m的多种空间分辨率。遥感平台和传感器已从过去的单一型向多样化发展，并能在不同平台

上获得不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影像。民用遥感影像的空间分辨率达到米级，光谱分辨率达到纳米级，波段数已增加到数十甚至数百个，重复周期达到几天甚至十几个小时。例如，美国的商业卫星ORBVIEW可获取lm空间分辨率的图像，通过任意方向旋转可获得同轨和异轨的高分辨率立体图像；美国EOS卫星上的MOiDIS-N传感器具有35个波段；美国NOAA的一颗卫星每天可对地面同一地区进行两次观测。随着遥感应用领域对高分辨率遥感数据需求的增加及高新技术自身不断的发展，各类遥感分辨率的提高成为普遍发展趋势。 2. 微波遥感、高光谱遥感迅速发展微波遥感技术是近十几年发展起来的具有良好应用前景的主动式探测方法。微波具有穿透性强、不受天气影响的特性，可全天时、全天候工作。微波遥感采用多极化、多波段及多工作模式，形成多级分辨率影像序列，以提供从粗到细的对地观测数据源。成像雷达、激光雷达等的发展，越来越引起人们的关注。例如，美国实施的航天飞机雷达地形测绘计划即采用雷达干涉测量技术，在一架航天飞机上安装了两个雷达天线，对同一地区一次获取两幅图像，然后通过影像精匹配、相位差解算、高程计算等步骤得到被观测地区的高程数据。高光谱遥感的出现和发展是遥感技术的一场革命。它使本来在宽波段遥感中不可探测的物质，在高光谱遥感中能被探测。高光谱遥感的发展，从研制第一代航空成像光谱仪算起已有二十多年的历史，并受到世界各国遥感科学家的普遍关注。但长期以来，高光谱遥感一直处在以航空为基础的研究发展阶段，且主要

数据挖掘之随机森林算法实验报告

太原师范学院实验报告 Experimentation Report of Taiyuan Normal University 系部计算机系年级大三课程大数据分析姓名XXX 同组者日期项目数据挖掘之随机森林算法一、实验目的 1.了解随机森林。随机森林就是通过集成学习的思想将多棵树集成的一种算法，它的基本单元是决策树，而它的本质属于机器学习的一大分支——集成学习（Ensemble Learning）方法。 2.掌握随机森林的相关知识，信息、熵、信息增益等的概念。 3.掌握随机森林中数据分析的几种基本方法，决策树算法， CART算法等。 4.了解集成学习的定义和发展。 5.掌握随机森林的生成规则，随机森林的生成方法，随机森林的特点等相关知识。二、实验内容 1.结合老师上课所讲内容及课本知识，通过查找相关资料，

学习与决策树，随机森林相关的知识。 2.查找相关例题，深入理解随机森林的各种算法。 3.找一个数据集，利用随机森林的相关算法训练随机森林，对样本进行判段并计算其判断的准确度。三、实验仪器及平台计算机一台MATLAB 2018a 四、实验原理 1.随机森林的基本概念：通过集成学习的思想将多棵树集成的一种算法，它的基本单元是决策树，而它的本质属于机器学习的一大分支——集成学习（Ensemble Learning）方法。随机森林的名称中有两个关键词，一个是“随机”，一个就是“森林”。“森林”我们很好理解，一棵叫做树，那么成百上千棵就可以叫做森林了，这样的比喻还是很贴切的，其实这也是随机森林的主要思想 --集成思想的体现。 2.决策树 2.1信息、熵、信息增益这三个基本概念是决策树的根本，是决策树利用特征来分类时，确定特征选取顺序的依据。 2.2决策树算法决策树算法是一种逼近离散函数值的方法。它是一种典型的分类方法，首先对数据进行处理，利用归纳算法生成可

图像检索

所谓bag of word认为文档就是一个词的集合，忽略任何语法或者出现顺序关系。摘要本文描述一种物体和影像搜索方法,即搜索并将用户在一个影像中看到的大致图像的所有点局部化。物体是由一系列视觉不变的区域点来代表的，所以即使在视角、光照和空间闭合上发生了改变，图像还是能够被成功辨别出来。在某一个视觉内的图像的局部连续性被用于追踪某些区域点，以便排除易变的区域点和减少在描述过程中噪音的影响。该方法与文本检索的类似之处在于对被预先计算（利用矢量化）的描述点的匹配方法，和反序的文件系统以及文档排序都被使用。结果是检索是即时的，利用谷歌的方式返回一个关键电影画面或者关键点的排序列表。下面以匹配两个标准长度的故事片来阐述这个方法。 1.介绍我们的目标是检索出在包含了一个在位移、速度和精确度上都具有特殊性的物体的视频里面的关键电影画面和点，正如谷歌也利用位移、速度和精确度来检索包含了关键字的文本文档（网页）。该论文研究的是文本检索方法是否能够被成功应用于物体识别。识别图像库里的一个（可识别的）物体的技术，现在已经大致成熟，但仍存在一些值得攻破的难题，因为视角和光照或者局部损坏，一个物体的视觉外观可能会非常不同，但是成功（识别）的方法现在还是存在的。一个物体通常由一系列交叉区域来表示，每个区域又由通过计算区域外观所得的一个矢量来表示。这个区域段和描述点是依据在一定视角和光照条件下设定的等级可控的空间不变性来构建的。类似的描述点被计算以供数据库里面的所有图像使用。通过描述向量的就近匹配，或者本地空间连贯性（例如邻接点、顺序或者空间布局）进行排歧，又或者全局关系（例如对极几何）来识别一个特定的物体。例子包括[5, 6, 8, 11, 13, 12, 14, 16, 17]。我们探索的是这类识别方法是否像文本检索那样被重铸。实际上，这要求一个单词的视觉类比，在这里我们通过矢量化描述向量提供这种类比。然而，人们将看到，现在做得更多的是与文本检索进行类比而不是在不同的向量矢量化（算法）上进行最优化。目前有很多在文献检索中已经被学习和发展了的经验教训和翻阅规则，这些值得被进一步确定是否同样能够应用于视觉检索中。这种方法的好处是通过预计算，匹配是有效的，因此在包含任何特定物体的电影画面和视觉中，检索是无延迟的。这意味着任何出现在视频中的物体（包括多个物体的同时出现）都能够被检索出来，即使这些物体在构建对视频的描述时并没有明显的用处。然而，我们还是必须确定这些已经被矢量化了的向量是否遗漏了任何匹配，而这些匹配恰恰是使用最近邻接匹配的前一种方法能够获得的。文本检索的回顾：文本检索系统一般采用的是一系列标准的步骤。文档首先被解析为一个个单词，然后这些单词用它们的原始词表示，比如单词“walk”、“walking”以及“walks”均被表示为“walk”。第三步，建立一个（索引中不列出的）省略词语表用来排除非常常用的单词，如“the”和“an”，这些几乎在大部分文档中都会出现，所以在一篇特定的文档中不再识别它们。那些剩下的单词则被指定一个唯一的识别符，然后每篇文档被表示为依据单词在文档中的出现频率得出的一个向量。此外用多种方法去权衡向量的构成部分（第4节将详细介绍），在谷歌的解决方案中，一个网页的权值由该网页的链接数来决定。所有以上步骤在实际检索前进行，表示文献库里面的所有文档的向量集被像一个反向文件那样组织以便帮助有效的检索。一个反向文件在结构上像一个理想的书目，反向文件中有每个单词在文库中的入口和所有文档的列表（以及单词在某一篇文档中出现的位置）。通过计算由单词频率得到的向量来检索文本，并返回拥有最接近向量集（通过角度来测

基于图像分类算法的自动化摘酒方法研究

基于图像分类算法的自动化摘酒方法研究白酒酿造业近十多年来持续致力于加大机械化生产的试点,并在摊晾等环节进行了部分机械化的改造。但由于上甑、摘酒等依赖人工判断的关键环节难以实现自动化生产,使得整个白酒机械化行业未能形成一个有机的整体,因此白酒酿造业整体仍处于半机械化水平。其中的摘酒过程目前依旧以看花摘酒传统工艺为主。在白酒蒸馏过程中,酒液成分随着时间推移而产生变化,酒液从冷却器经过流酒管冲击到盛酒容器中形成大小和数量各异的酒花,摘酒工人根据酒花形态将酒液分为不同品质的基酒进行分开存储,该过程即称为看花摘酒。该方法过于依赖摘酒工人的经验、自身水平和生产状态导致产量难以提升、劳动密集、产品质量不稳定且存在潜在的安全风险。各大酒厂目前也在积极进行自动化摘酒的研究以解决该问题,但目前尚缺少一种有效的自动化摘酒方法。针对上述问题,本文利用图像采集设备对摘酒过程进行了采集,同时使用图像处理等方法,对采集到的酒花图像进行处理、分类和自动分段,并设计了一套自动化摘酒系统,从而避免了人工操作,以提高摘酒质量的稳定性。本文的主要工作和研究成果如下:1)本文通过分析酒花的人工分类方法、酒液成分不同所导致的酒花特性和酒液图像特征的变化,初步验证了看花摘酒的可行性。本文以四川某白酒厂的风味白酒生产流程中的摘酒环节为研究对象,提出了基于图像处理和卷积神经网络的自动化摘酒方案。同时本文采集了大量的摘酒图像数据并让专业摘酒工人进行标注,该数据将作为摘酒数据集对分类算法进行训练和验证。 2)针对酒液和容器的分界面会不停波动,酒液透明导致边界难以提取等因素,

本文提出了一种面向自动化摘酒的基于椭圆曲线检测的酒液前景提取方法。该方法能够在诸多摘酒生产线和历次摘酒中有效地提取到酒液前景,减少背景信息的干扰并减少数据的存储量和计算量。 3)为了能够对酒花图像进行准确地分类并保证算法的泛化性和高效性,本文提出了基于酒花特征的随机图像块裁剪方法,并参考[ncept ion网络设计和训练了针对摘酒的灰值Vini-Incception分类网络。用酒花图像数据集对该分类算法进行测试,取得了 97.9%的分类准确率。 4)在对摘酒图像处理和分类研究的基础上,本文设计了一套针对摘酒流程的自动化系统。同时本文提出了衡量摘酒系统的性能指标,运用具有代表性的样本图像流进行模拟测试,摘酒分段算法的平均时间误差为1.02s,证明了该系统具有较高地分类准确率和分段实时性。

基于内容的图像检索算法与系统

摘要随着计算机技术的发展，计算机视觉图形和数字图像的数量越来越多。面对海量的图像资源，快速有效的图像检索方法成为了近年来研究的热点。论文主要研究了颜色、纹理和形状三种特征提取算法，并实现了基于内容的图像检索系统，能独立完成对数字图像的处理，实现以图搜图的检索功能。其中的颜色特征提取采用颜色直方图和颜色矩特征算法，通过像素统计、多维矩阵运算量化图像颜色特征并进行图像匹配；纹理特征提取算法可通过图像灰度共生矩阵提取能量、熵、逆差矩等特征进行相关处理并检索；此外，还增加了基于形状的特征提取算法，将图像二值化后提取其Hu不变矩进行处理，其结果用于修正和优化颜色或纹理的检索结果。图像特征比对采用空间节点自适应处理后的欧氏距离进行运算，以保证多特征检索时的加权稳定性。图像检索系统在VS2008运行环境下进行C++程序开发，有面向用户的操作面板，可根据需求自定义实现单一特征检索和综合多特征的联合检索。与以往图像检索系统相比支持多种算法及结果修正并集成了多种参数显示，性能更加稳定。关键字：颜色特征纹理特征形状特征图像检索

Abstract With the development of computer technology, the number of Computer graphics and Digital images are more and more. Facing the large amount of Image resources, fast and effective image retrieval method becomes a hot research topic in recent years. This research is mainly about color、shape and texture of Content-based image retrieval system which can accomplish the digital image processing independently to achieve the function of the image search by images. The color feature extraction method uses color histogram and color moment characteristics of the algorithm, it relies on pixel statistics method and multidimensional matrix method to obtain the image color features for image retrieval; Texture feature extraction algorithm calculates the image gray level co-occurrence matrix and gets the Energy、Entropy and the Inverse Different Moment for better search; Besides, the research adds the shape characteristics of the algorithm which can get the binary image and extract the Hu invariant moment to optimize the results. the methods of comparing images depend on the Euclidean distance after adaptive space node processing so that the system can be more stable. The system application development relies on the visual studio 2008 with MFC. It contains the user oriented operation panel which can finish single retrievals or integrated retrieval according to the demand of the user. Compared with the previous image retrieval system, it supports a variety of algorithm and amends results of single search. It can also show all parameters about the retrieve with stable performance. Key words：ColorTextureShape Image Retrieval