第10章 图像特征描述MATLAB版
6 (20 302 )[(30 12 ) 2 (21 03 ) 2 ] 411 (30 12 )(21 03 ) 7 (321 303 )(30 12 )[(30 12 ) 2 3(21 03 ) 2 ]
10.6 区域描述
10.6.1 描述子 10.6.2 纹理 10.6.3 不变矩
10.6.1 描述子
1．区域面积
区域面积内部描述了区域的大小。 计算区域面积的一种简单方法就是对属 于区域的像素进行计数。
2．区域重心
10.6.2 纹理
量化纹理是一种重要的区域描述方法。 所谓纹理，目前并没有正式统一的定义， 它是一种反映像素灰度的空间分布属性的图 像特征，通常表现为局部不规则但宏观有规 律的特征。 常用的纹理描述方法有两种：统计法和频 谱法。
根据待识别的图像，通过计算产生一组 原始特征，称为特征形成。
2．特征提取
所谓特征提取从广义上而言就是指一种 变换。 具体而言，原始特征的数量很大，或者 说原始样本是处于一个高维空间中，通过映 射或变换的方法可以将高维空间中的特征描 述用低维空间的特征来描述，这个过程就叫 特征提取。
3．特征选择
从一组特征中挑出一些有效的特征以达 到降低特征空间维数的目的，这个过程就叫 特征选择。 对于一个特征而言，评判的标准有以下4 个方向。 （1）可区别性 （2）可靠性 （3）独立性好 （4）数量少
图10-10 3种链码形式：4-链码、6-链码、8-链码
图10-11 4-链码和8-链码的自然编码表示
10.5.2 边界分段
在对边界进行分解的时候，首先要构造 边界的凸包（convex hull）。 所谓边界的凸包就是包含边界的最小凸 集。 一种直观的边界分段的方法是跟踪区域 凸包的边界，记录凸包边界进出区域的转变 点即可实现对边界的分割。
4．面积与平均距离平方比值
10.4.4 球状度
图10-8 球状性定义示意图
10.4.5 偏心率
图10-9 偏心率度量
偏心率的另一种计算方法是计算惯性主轴比， 它基于边界线上的点或整个区域来计算质量。 特南鲍姆（ Tenebaum ）提出了计算任意区域 的偏心率的近似公式，一般过程如下。
3．边界坐标计算法
10.3.5 距离
测量距离常用的3种方法如下。
1．欧几里得距离
2 2 d (P , P ) ( x x ) ( y y ) 1 2 1 2 1 2
2．市区距离
d4 ( P 1, P 1 ) x1 x2 y1 y2
3．棋盘距离
d8 ( P 1, P 2 ) max( x1 x2 , y1 y2 )
10.3.2 长轴与短轴
若区域或物体的边界已知，则可以采用 区域的最小外接矩形（Minimum Enclosing Rectangle，MER）的尺寸来描述该区域的基 本形状，如图10-3所示，为长轴，为短轴。
图10-3 物体的MER及长轴与短轴
10.3.3 周长
由于周长的表示方法不同，因而计算周 长的方法也有所不同，计算周长常用的3种方 法分别如下。 （1）若将图像中的像素视为单位面积小 方块，则图像中的区域和背景均由小方块组 成。 （2）若将像素视为一个个点，则周长用 链码表示，求周长也就是计算链码（10.5.1 节将对链码进行详细介绍）的长度。 （3）周长用边界所占面积表示时，周长 即物体边界点数之和，其中每个点为占面积 为1的一个小方块。
10.2 颜色特征分析
10.2.1 10.2.2 10.2.3 10.2.4 10.2.5
颜色直方图 直方图不变特征量 颜色矩 颜色集 颜色相关矢量
10.2.1 颜色直方图 1．一般特征直方图
2．累加特征直方图
3．二维直方图
10.2.2 直方图不变特征量
10.2.3 颜色矩
颜色矩是一种简单有效的颜色特征，以计 算HIS空间的分量为例，如果记为图像的第个 像素的值，则其前三阶颜色矩（中心矩）分 别为
膨胀
腐蚀
10.7.1 结构元素的创建
结构元素是膨胀和腐蚀操作的基本组成 部分，用于测试输入图像，通常要比待处理 的图像小得多。 二维（平面）结构元素由一个数值为0或 1的矩阵组成。 结构元素的原点指定了图像中需要处理 的像素范围，结构元素中数值为1的点决定结 构元素的邻域像素在进行膨胀或腐蚀操作时 是否需要参与计算。
1．统计法
2．频谱法
10.6.3 不变矩
下列7个二维不变矩是由归一化的二阶和三阶 中心矩得到的。 它们对平移、旋转、镜面以及尺度变换具有 不变性：
1 20 02
2 2 (20 02 ) 2 411
3 (30 312 ) 2 (321 303 ) 2 4 (30 12 ) 2 (21 03 ) 2 5 (30 312 )(30 12 )[(30 12 ) 2 3(21 03 ) 2 ]
Sklanskey等人给出了求最小周长边界的 一种算法，该算法适用于无自交情况的多边 形。 该算法在获取边界之后，先查找边界的 拐角点，并且标记该拐角点是凸点还是凹点； 然后将所有的凸拐点连接起来作为初始的最 小周长多边形P0；接着把所有在多边形P0之外 的凹拐点移除；再将剩下的凹拐点和所有凸 拐点依次连接，形成新的多边形P1；之后移 除所有原为凸点而在新多边形中变成凹点的 拐点；再用剩余的点连接形成新多边形，再 次移除；如此循环，直至新形成的多边形中 没有凹点。
第10章图像特征描述
10.1 论述 10.2 颜色特征分析 10.3 几何描述 10.4 形状描述 10.5 图像表示 10.6 区域描述 10.7 图像膨胀与腐蚀 10.8 形态学重建 10.9 对象、区域和特征度量 10.10 查表操作
10.1 论述
下面首先对几个经常用到的名词做一些说明。
1．特征形成
（1）计算平均向量
N 1 x N xi i 1 N 1 y yi N i 1
（10-55）
（2）计算j + k阶中心矩
M jk ( xi x ) ( yi y )
j i 1 i 1 N N k
（10-56）
（3）计算方向角
2M11 1 1 tan 2 M 20 M 02 π N 2
10.3.4 面积
1．像素计数法
最简单的面积计算方法是统计边界及其 内部的像素的总数。 根据面积的像素计数法的定义方式，物 体面积的计算非常简单，求出物体边界内像 素点的总和即为面积，计算公式如下
A f ( x, y )
x 1 y 1
Байду номын сангаас
N
M
（10-31）
2．边界行程码计算法
由各种封闭边界区域的描述来计算面积 也很方便，面积的边界行程码计算法可分如 下两种情况。 （1）若已知区域的行程编码，则只需将 值为1的行程长度相加，即为区域面积。 （2）若给定封闭边界的某种表示，则相 应连通区域的面积为区域外边界包围的面积 与内边界包围的面积（孔的面积）之差。
(321 30 )(21 03 )[3(30 12 ) 2 (21 03 ) 2 ]
10.7 图像膨胀与腐蚀
10.7.1 结构元素的创建 10.7.2 图像膨胀函数及MATLAB 实现 10.7.3 图像腐蚀函数及MATLAB 实现 10.7.4 膨胀与腐蚀联合操作 10.7.5 基于膨胀与腐蚀的形态学函数及 其实现
1 N M1 H ( pi ) N i 1
1 N M 2 ( H ( pi ) M1 ) 2 N i 1 1 N M 3 ( H ( pi ) M1 )3 N i 1
12
（10-21）
（10-22）
13
（10-23）
式中，为像素的个数。 类似地，可以定义另外2个分量的颜色矩。
理论上该方法对区域边界具有尺度变换 和旋转不变性。 但在实际情况中，由于噪声等因素的影 响，会使得边界具有小的不规则形状，从而 导致小的无意义的凸凹。 为此，通常要在边界分段之前先对边界 进行平滑。
10.5.3 多边形近似
数字边界也可以用多边形近似来逼近。 常用的一种多边形近似方法是最小周长 多边形（minimum perimeter polygon， MPP）。 该方法以周长最小的多边形来近似表示 边界，它将边界看成是介于多边形内外界限 之间的有弹性的线，当它在内外界线的限制 之下收缩紧绷的时候，就可以得到最小周长 边界。
10.3 几何描述
10.3.1 10.3.2 10.3.3 10.3.4 10.3.5
位置与方向 长轴与短轴 周长 面积 距离
10.3.1 位置与方向 1．位置
2．方向
图像分析不仅需要知道一幅图像中物体的 具体位置，而且还要知道物体在图像中的方 向。 如果物体是细长的，则可以将较长方向 的轴定义为物体的方向，如图10-2所示。 通常，将最小二阶矩轴定义为较长物体 的方向。 也就是说，要找出一条直线，使物体具 有最小惯量，即 （10-29） E r 2 f ( x, y)dxdy
膨胀一般是给图像中的对象边界添加像 素，而腐蚀则是删除对象边界某些像素。
表10-3
操 作
膨胀和腐蚀填充图像规则
规 则 超出图像边界的像素值定义为该数据类型允许的最小值。对于二 进制图像，这些像素值设置为0; 对于灰度图像，uint8类型的最 小值也为0 超出图像边界的像素值定义为该数据类型允许的最大值。对于二 进制图像，这些像素值设置为1; 对于灰度图像，uint8类型的最 大值为256
10.4 形状描述
10.4.1 10.4.2 10.4.3 10.4.4 10.4.5
Matlab中的图像特征提取和图像分类技术
Matlab中的图像特征提取和图像分类技术图像特征提取和图像分类是计算机视觉领域中的重要研究方向。
通过对图像进行特征提取和分类，可以实现图像识别、目标检测等应用。
Matlab作为一种强大的科学计算软件，提供了丰富的功能和工具箱，能够方便快捷地实现图像特征提取和分类的算法。
一、图像特征提取图像特征提取是将图像从像素级别转换到语义级别的过程。
常用的图像特征包括颜色、纹理、形状等。
在Matlab中，有多种方法可以进行图像特征提取。
1.1 颜色特征提取颜色在图像中起着重要的作用，可以通过颜色特征来描述图像的内容。
在Matlab中，可以使用RGB颜色空间、HSV颜色空间等来表示和提取图像的颜色特征。
通过计算图像中每个像素的颜色分量，可以获得图像的颜色直方图、颜色矩等特征。
1.2 纹理特征提取纹理是图像中细微的、规律性的结构特征。
在Matlab中，可以使用灰度共生矩阵（GLCM）等方法来提取图像的纹理特征。
GLCM是描述图像灰度分布的一种统计方法，通过计算图像中像素之间的灰度关系，可以得到纹理特征如对比度、能量、熵等。
1.3 形状特征提取形状是图像中物体的外形特征，常用的形状特征包括边缘、轮廓、几何形状等。
在Matlab中，可以使用边缘检测算法、轮廓提取算法等来提取图像的形状特征。
通过识别图像中物体的边缘和轮廓，可以得到图像的形状描述符。
二、图像分类技术图像分类是将图像分为不同类别的过程，是计算机视觉中的重要应用之一。
在Matlab中，有多种方法可以实现图像分类。
2.1 传统机器学习方法传统的图像分类方法主要基于机器学习算法，如支持向量机（SVM）、K近邻（KNN）等。
在Matlab中，可以使用机器学习工具箱来实现基于特征向量的图像分类。
通过提取图像的特征向量，并使用机器学习算法进行训练和分类，可以实现准确的图像分类。
2.2 深度学习方法深度学习是近年来兴起的一种图像分类技术，利用深度神经网络来学习图像的特征表示。
Matlab中的图像特征选择方法与应用案例
Matlab中的图像特征选择方法与应用案例引言图像特征选择是图像处理和计算机视觉领域中的一个重要问题，它涉及到如何从原始图像中提取出最具代表性和有用的特征，以进行后续的图像分析和识别任务。
Matlab作为一种常用的科学计算软件，提供了丰富的图像处理和特征提取工具包，本文将介绍几种常用的图像特征选择方法，并通过实际应用案例来展示其在图像领域的实际价值。
一、灰度共生矩阵（GLCM）灰度共生矩阵（Gray-Level Co-occurrence Matrix，GLCM）是一种用于描述图像纹理特征的统计方法。
它通过计算图像中不同像素值之间的关系，来反映图像的纹理信息。
在Matlab中，可以使用graycomatrix函数来计算灰度共生矩阵。
案例一：纹理识别以纹理识别为例，假设我们需要将一组具有不同纹理的图像进行分类。
首先，使用graycomatrix函数计算图像的灰度共生矩阵。
然后，通过统计灰度共生矩阵的各种特征，如能量、对比度、相关性等，来描述图像的纹理特征。
最后，使用分类算法，如支持向量机（Support Vector Machine，SVM），来对图像进行分类。
二、尺度不变特征变换（SIFT）尺度不变特征变换（Scale-Invariant Feature Transform，SIFT）是一种在计算机视觉领域中广泛应用的特征提取方法。
它通过检测图像中的关键点，并提取这些关键点周围的局部特征描述子，来实现图像的尺度不变性和旋转不变性。
在Matlab 中，可以使用vl_sift函数来实现SIFT特征提取。
案例二：图像匹配以图像匹配为例，假设我们需要在一组图像中寻找相似的物体。
首先，使用vl_sift函数提取图像的SIFT特征。
然后，通过计算SIFT特征之间的相似性，如欧氏距离、余弦相似度等，来度量图像之间的相似程度。
最后，使用相似性度量值来判断图像是否匹配。
三、主成分分析（PCA）主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）是一种常用的数据降维技术，也可用于图像特征选择。
MATLAB图像处理
附2
MATLAB的数字图像处理
●所谓数字图像处理（digital image processing），就是 利用计算机对图像进行去除噪声、增强、恢复、分割、
提取特征等的理论、方法和技术。
1 数字图像的基本概念
● 图像分辨率 清晰度 绝对清晰度 视觉效果
● Resolution (分辨率)单位
dpi (display pixels / inch)
汉王指纹考勤机
指纹识别系统
纹形（箕形、斗形、弓形） 模式区 全局特征（描述了 指纹的总体结构） 核心点 三角点
指纹的基本特征
纹数
局部特征（指指纹纹乱上的节点的特征，这 些特征提供了指纹唯一性的确认信息）
指纹识别系统
纹形可以分为箕形、弓形、斗形，如下图所示。其他的 指纹图案都是基于这三种基本图案
箕形纹
●
位图
Matlab中的图像特征提取方法
Matlab中的图像特征提取方法引言：图像特征提取是计算机视觉领域的重要研究课题，它能够从图像中提取到有用的信息，为后续的图像处理和分析任务提供基础和支持。
而Matlab作为一款强大的数学软件，提供了丰富的工具包和函数库，为图像特征提取提供了方便和快捷的实现途径。
本文将介绍几种常用的Matlab图像特征提取方法，包括颜色特征、纹理特征和形状特征。
一、颜色特征提取方法颜色是图像中最明显和直观的特征之一，在图像分类、目标检测等应用中具有重要的作用。
Matlab提供了很多用于颜色特征提取的函数，如rgb2hsv、rgb2gray 和histogram等。
其中，rgb2hsv函数能够将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，通过调整h、s、v三个分量可以提取不同的颜色特征。
而rgb2gray函数则能够将RGB图像转换为灰度图像，提取图像的亮度特征。
histogram函数可以统计图像各个像素值的频数，从而得到图像的直方图表示。
二、纹理特征提取方法纹理是图像中由上下左右相邻像素之间的灰度差异造成的视觉效果，对于图像的表达和分析具有重要意义。
Matlab提供了一些常用的纹理特征提取函数，如graycomatrix和glcmprops。
graycomatrix函数可以计算灰度共生矩阵，通过统计不同灰度值相邻像素之间的出现频率来描述纹理信息。
而glcmprops函数能够计算灰度共生矩阵的统计特征，如对比度、均匀性和能量等，从而得到更全面和准确的纹理特征描述。
三、形状特征提取方法形状是物体以及图像中的基本外形特征，它对于目标分类和图像分析具有重要的作用。
Matlab提供了多种形状特征提取函数，如regionprops和boundary。
regionprops函数可以计算图像中各个连通区域的面积、周长、中心位置等基本形状特征。
boundary函数能够提取图像边界的像素坐标，通过对坐标进行拟合和分析可以得到更复杂和准确的形状特征。
Matlab中的图像特征提取与匹配技术
Matlab中的图像特征提取与匹配技术引言图像特征提取与匹配技术是计算机视觉领域中一项重要的技术，它广泛应用于图像处理、物体识别、目标跟踪等领域。
而在Matlab中，也提供了许多强大的函数和工具箱来支持图像特征提取与匹配。
本文将介绍Matlab中的一些常用的图像特征提取与匹配技术及其应用。
一、图像特征提取1. 颜色特征提取颜色是图像中最直观的视觉特征之一，对于图像分类和目标识别起着重要的作用。
在Matlab中，我们可以通过颜色直方图、颜色矩等统计方法来提取图像的颜色特征。
2. 纹理特征提取纹理是图像中的重要特征之一，可以用来描述物体的表面细节。
Matlab提供了丰富的纹理特征提取函数，比如灰度共生矩阵（GLCM）、局部二值模式（LBP）等。
这些函数可以帮助我们从图像中提取出不同尺度和方向的纹理特征。
3. 形状特征提取形状是图像中物体的几何外形，是图像特征中最常用的特征之一。
Matlab中可以使用边缘检测算法（如Canny边缘检测）来提取图像中的边缘信息，然后通过边缘描述子（如形状上下文）来提取图像的形状特征。
4. 尺度不变特征提取尺度不变特征是一种具有尺度不变性的图像特征，可以有效应对图像中物体的尺度变化。
在Matlab中，我们可以使用尺度不变特征变换（SIFT）算法来提取图像的尺度不变特征。
SIFT算法通过检测关键点和计算局部特征描述子，能够在不同尺度下对图像进行特征提取。
二、图像特征匹配1. 特征点匹配特征点匹配是图像特征匹配的一种常用方法，通过寻找两幅图像中相同或相似的特征点，来实现图像匹配和目标检测。
在Matlab中，我们可以使用SURF（加速稳健特征）算法或者基于特征距离的匹配算法（如欧氏距离、汉明距离等）来进行特征点的匹配。
2. 相似性度量相似性度量是图像特征匹配中另一种常见的方法，它通过计算两幅图像特征之间的相似度来实现图像匹配。
在Matlab中，我们可以使用余弦相似度、欧氏距离等数学公式来度量图像特征的相似性。
如何在Matlab中进行图像处理与图像识别的实用技巧
如何在Matlab中进行图像处理与图像识别的实用技巧Matlab是一款强大的科学计算软件，广泛应用于图像处理和图像识别领域。
在这篇文章中，我们将探讨一些在Matlab中进行图像处理和图像识别的实用技巧。
一、图像预处理在进行图像处理前，我们通常需要对原始图像进行预处理，以提高后续处理的效果。
图像预处理的目标包括去噪、增强和归一化等。
1.1 去噪图像中常常存在各种噪声，如高斯噪声、椒盐噪声等，这些噪声会影响后续处理的准确性。
Matlab提供了多种去噪方法，其中最常用的是使用统计滤波器，如均值滤波器、中值滤波器和高斯滤波器等。
这些滤波器能够有效地减少图像中的噪声，并保持图像的细节。
1.2 增强图像增强可以使图像更加清晰、对比度更强、细节更明显。
在Matlab中，可以使用直方图均衡化、灰度拉伸等方法进行图像增强。
直方图均衡化通过对图像的灰度级进行重新映射，使得图像的直方图分布更加均匀，从而提高图像的对比度和细节。
而灰度拉伸则通过调整图像的灰度级范围，使得图像的亮度更加均衡。
1.3 归一化当我们需要对不同尺寸、不同亮度、不同对比度的图像进行处理时，通常需要将它们归一化到相同的尺寸、亮度和对比度。
在Matlab中，可以使用像素重采样和直方图匹配等方法进行图像归一化。
像素重采样通过重新排列图像的像素来改变图像的尺寸，而直方图匹配则通过调整图像的直方图分布来改变图像的亮度和对比度。
二、图像特征提取图像特征提取是图像识别的关键步骤，它可以将图像中的信息抽象成一组用于表示图像的特征。
在Matlab中，常用的图像特征包括颜色特征、纹理特征和形状特征等。
2.1 颜色特征颜色是图像中最直观的特征之一，它可以用于区分不同目标或者图像的不同部分。
在Matlab中，可以使用颜色直方图、颜色矩和颜色共生矩阵等方法来提取图像的颜色特征。
颜色直方图统计了图像中每个颜色的像素数目，而颜色矩则描述了图像的颜色分布情况。
颜色共生矩阵则反映了不同颜色之间的相对分布情况，从而提取出图像的纹理特征。
Matlab中的图像特征描述和显著性分析方法
Matlab中的图像特征描述和显著性分析方法近年来，随着计算机视觉和图像处理的迅速发展，图像特征描述和显著性分析已经成为研究的热点之一。
在图像处理的领域中，特征描述和显著性分析技术被广泛应用于图像检索、目标跟踪、图像拼接等应用中。
而Matlab作为一个功能强大的数学软件，提供了丰富的图像处理工具箱以及算法库，使得图像特征描述和显著性分析方法的实现和应用变得更加简单高效。
一、图像特征描述方法图像特征描述是指通过提取图像中的特定信息，将原始图像转化为一组具有独特性质的向量或者描述符。
常见的图像特征描述方法包括颜色特征描述、纹理特征描述和形状特征描述等。
1. 颜色特征描述：颜色是图像中最重要的特征之一，它可以通过颜色直方图、颜色矩、颜色共生矩阵等方式进行描述。
在Matlab中，可以利用imhist函数计算颜色直方图，或者使用color moments函数计算颜色矩。
2. 纹理特征描述：纹理是指图像中的细节和结构，描述图像纹理特征的方法有灰度共生矩阵、Gabor滤波器等。
在Matlab中，可以使用graycomatrix函数计算灰度共生矩阵，或者利用gabor函数进行Gabor滤波器变换。
3. 形状特征描述：形状是指物体的外部轮廓和结构，常用的形状特征描述方法有边缘直方图、轮廓矩和Hu不变矩等。
在Matlab中，可以利用edge函数计算边缘，或者使用regionprops函数计算轮廓矩和Hu不变矩。
二、显著性分析方法显著性分析是指在图像中找出与周围环境明显不同的对象或者区域，用于引起观察者的注意。
显著性分析方法可以分为基于全局信息和基于局部信息两类。
1. 基于全局信息的显著性分析方法：这类方法主要是从整幅图像的角度出发，通过计算图像的对比度、颜色分布以及结构特征等来确定图像中显著的区域。
在Matlab中，可以使用imcontrast函数进行图像的对比度增强，或者通过计算颜色直方图和纹理特征来实现。
2. 基于局部信息的显著性分析方法：这类方法主要是从局部区域的角度出发，通过计算图像的边缘、纹理、颜色等局部特征来确定显著的区域。
Matlab在图像处理中的应用与技巧
Matlab在图像处理中的应用与技巧引言图像处理是计算机科学领域中的一个重要分支，通过对图像进行处理和分析，可以获得许多有价值的信息。
而MATLAB作为一个强大的计算软件，具备了丰富的图像处理函数和工具箱，可以帮助我们实现各种复杂的图像处理任务。
本文将介绍MATLAB在图像处理中的应用与技巧，帮助读者更好地利用MATLAB进行图像处理。
一、图像的读取与显示在MATLAB中，可以使用imread函数读取图像文件。
例如，要读取一张名为"image.jpg"的图像文件，可以使用以下代码：```MATLABimage = imread('image.jpg');```而imshow函数则可以将图像显示在窗口中，例如：```MATLABimshow(image);```通过这两个简单的函数，我们可以很方便地读取和显示图像。
二、图像的基本处理1.图像的缩放在图像处理过程中，经常需要将图像进行缩放。
MATLAB提供了imresize函数来实现图像的缩放，例如：```MATLABnew_image = imresize(image, [height, width]);```其中，height和width分别表示缩放后图像的高度和宽度。
2.图像的灰度化有时候我们只关注图像的亮度信息，而忽略了彩色信息。
此时可以将图像转换为灰度图像，MATLAB提供了rgb2gray函数来实现图像的灰度化，例如：```MATLABgray_image = rgb2gray(image);```gray_image即为灰度图像。
3.图像的旋转有时候我们需要将图像进行旋转，MATLAB提供了imrotate函数来实现图像的旋转，例如：```MATLABrotated_image = imrotate(image, angle);```其中，angle表示旋转的角度。
三、图像的增强处理1.图像的边缘检测在许多图像处理任务中，边缘是重要的特征之一。
数字图像处理与机器视觉-基于MATLAB实现 第10章 图像识别基础
• 以数据聚类的监督学习方法； • 以统计分类的无监督学习方法； • 通过对基本单元判断是否符合某种规则的结构模式识别方法； • 可同时用于监督或者非监督学习的神经网络分类法。 1.线性判用一条直线来划分已有的学 习集的数据，然后根据待测点在直线的那一边决定的分类。如下图可以做出一条直线来 划分两种数据的分类。但是一般情况下的特征数很多，想降低特征数维度。可以通过投 影的方式进行计算。然而使得一个多维度的特征数变换到一条直线上进行计算。可以减 少计算工作的复杂度。
10.2 模式识别方法
c.对称连接网络 对称连接网络有点像循环网络，但是单元之间的连接是对称的（它们在两个方向上 权重相同）。比起循环网络，对称连接网络更容易分析。这个网络中有更多的限制，因 为它们遵守能量函数定律。没有隐藏单元的对称连接网络被称为“Hopfield 网络”。有 隐藏单元的对称连接的网络被称为“玻尔兹曼机” 。 神经网络可以看成是从输入空间到输出空间的一个非线性映射，它通过调整权重和 阈值来“学习”或发现变量间的关系，实现对事物的分类。由于神经网络是一种对数据 分布无任何要求的非线性技术，它能有效解决非正态分布和非线性的评价问题，因而受 到广泛的应用。由于神经网络具有信息的分布存储，并行处理及自学习能力等特点，它 在泛化处理能力上显示出较高的优势。
模式识别是指对表征事物或现象的各种形式的(数值的、文字的和逻辑关系的)信息进行 处理和分析，以对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程，是信息科学和人工智 能的重要组成部分。
基于监督学习的模式识别系统由4大部分组成，即待识别对象、预处理、特征提取和分 类识别，如图10-1所示。
图10-1 模式识别流程图
《数字图像处理(matlab版)》教程课件
直
原
接
图
阈
像
值
分
割
0.25
算 法
算 法 算 法
割
分
法
算
OTSU
Niblack
KittlerMet
Kapur
割
分
值
阈
动
自
/2、图像的点运算
五、直方图均衡化
DB f
添 加 高 斯 白 噪 声
添 加 椒 盐 噪 声
/4、空间域图像增强 二、空间域滤波
滤波过程就是在图像f(x,y)中逐点移动模板，使模板中心和点(x,y)重合，滤波器 在每一点(x,y)的响应是根据模板的具体内容并通过预先定义的关系来计算的。
W(-1,-1) W(-1,0) W(-1,1)
W(0,-1) W(0,0) W(0,1)
原 图 像 及 直 方 图
图像变暗后灰度均衡化 图像变亮后灰度均衡化
/3、图像的几何变换
一、图像平移
正变换
1 0 0
[ x1 y1 1] [ x0 y0 1] 0 1 0
Tx
Ty
1
逆变换
1
0 0
[x0 y0 1] [x1 y1 1] 0
1 0
Tx
Ty
1
strel %用来创建形态学结构元素 translate(SE,[y x])%原结构元素SE上y和x方向平移 imdilate%形态学膨胀
thresh法：最大类间方差法自动单阈值分割。
Kapur算法：一维直方图熵阈值算法
niblack算法：局部阈值分割 阈值的计算公式是T = m + k*v，其中m为以该像素点为中心的区域的平 均灰度值，v是该区域的标准差，k是一个系数。