增强型局部二值模式及其图像纹理特征提取

局部二值模式(Local binary pattern, LBP)是一种非常有效的图像纹理描述算子。为了提取更丰富的人脸特征,提出了局部二值模式和环式二值模式(Ring Local binary pattern, RLBP)特征融合的增强局部二值模式算法。先用LBP算法对图像进行特征提取并转化为特征向量,再将其与使用RLBP算法生成的特征向量相融合。最后使用直方图交叉距离计算特征向量的相似度得到在数据集中的识别率。实验数据集选用ORL、ExtendYaleB人脸数据库以及掌纹数据库,实验结果表明,相对于LBP算法和其它融合算法提取到的图像特征而言,融合算法提取的特征更具有鉴别力,获得了更高的识别率。另外还在不同的噪声环境下进行了相关实验分析,证明了所提融合算法对噪声更具有鲁棒性。

基于改进局部二值模式及特征融合的人脸表情识别

局部特征描述算子在表情识别领域有着广泛的使用。通过对现有表情识别算法的的研究,针对传统局部二值模式(LBP)算法只考虑领域像素和中心像素点的关系,而忽略了领域像素之间的相互影响。而中心对称局部二值模式(CS-LBP)只考虑了中心对称像素之间的影响。结合LBP和CS-LBP特点出了一种改进的LBP算法,实验结果表明改进的LBP算子利用像素点更充分,能更好的表达特征。针对单一特征很难准确描述原始图片的信息,又提取了图像的Gabor特征,分别与提取LBP特征和改进的LBP特征进行特征融合,使提取的特征更加丰富详细。分类算法中考虑到SVM具有强大的非线性分类能力,将提取的特征与SVM分类器进行结合,在公开表情数据集CK+上采用留出法进行验证,准确率达到95.77%,实验结果表明该方法优于传统的表情识别算法。

基于AdaBoost局部二值模式特征的色织物纹理分类

针对织物纹理在人工视觉分类中存在的分类准确率不高,效率低的问题,给出一种基于AdaBoost算法的色织物纹理图像分类方法.该方法首先对采集的织物图像进行人工标记;然后,提取所有图像的局部二值模式(local binary pattern,LBP)特征建立训练集;最后,基于AdaBoost算法对提取的色织物特征学习分类模型实现纹理图像的分类.实验结果表明,选择LBP28算子和弱分类器的个数为30时,基于AdaBoost分类算法对复杂色织物的纹理分类具有较高的识别率,其中对于梭织类和斜纹类织物分类准确率可达到100%,证实此方法的有效性.

基于自适应局部二值模式的纹理特征提取方法

局部二值模式(local binary pattern, LBP)是一种简单有效的纹理特征描述符,但是存在对噪声缺乏鲁棒性以及编码过程中信息缺失的问题。针对该问题提出基于自适应阈值的带方向的完整局部二值模式(adaptation threshold complete local binary pattern with direction,DAT-CLBP)。提出一种自适应阈值选取方法和判别条件,通过判别条件,从自适应邻域像素中值和中心像素值中选取一种作为LBP编码时的阈值;计算邻域像素和阈值的差分的幅值,并以幅值最小点为起点,从小到大地计算局部邻域的二值模式。在通用纹理库上运行算法,统计两种阈值的发生率,证明了采取自适应阈值的必要性。以纹理库上添加了不同程度的椒盐噪声的纹理图像为样本实验,结果表明算法能更好地描述纹理,同时也对椒盐噪声具有鲁棒性。

基于高斯局部二值模式的纹理特征分类方法

纹理描述在图像分析和模式分类领域具有极为重要的意义。为提高特征描述的鲁棒性,提出了一种基于高斯局部二值模式的纹理特征提取方法。首先,采用加强预处理使高斯滤波获得不同尺度的图像,从而构建多尺度的图像金字塔;其次,为提升旋转不变性和抗噪声能力,提出具有主方向特征的二值模式;最后,在不同尺度上提取3种有效的局部二值模式联合构造纹理描述,并通过直方图降维。试验结果表明,该特征具有较好的可区分性和有效性,可以有效应用到视觉图像的纹理分类中。

融合复小波特征和局部二值模式的纹理聚类

为了解决图像检索中聚类问题,对图像作双树旋转复小波变换,再对变换后的系数通过广义高斯模型建模后,计算Kullback-Leibler距离;对图像采用局部二值模式,计算图像之间的对数似然距离.将这2种距离采用事先计算得到的加权因子进行融合得到新的距离.在此距离的基础上构建邻接矩阵,对邻接矩阵采用谱聚类的方法进行聚类运算.实验证明,由于双树旋转复小波变换和局部二值模式之间存在互补性,在聚类过程中将2种特征距离结合起来,能够有效地提高聚类的正确性.

用于纹理特征提取的改进的成对旋转不变共生局部二值模式算法

针对用于纹理特征提取的成对旋转不变共生局部二值模式(PRICoLBP)算法计算特征维度大、旋转不变性较差、对光照变化敏感的问题,提出一种融合局部纹理信息的改进PRICoLBP算法。首先,分别最大化和最小化图像像素点的二值序列,得到两个邻域像素点的坐标,由中心像素点坐标和得到的邻域像素点坐标计算出共生点对的坐标;其次,利用完备二值模式(CLBP)算法提取图像的每个像素点的纹理信息。在相同分类器下,对Brodatz、Outex(TC10,TC12)、Outex(TC14)、CURe T和KTH_TIPS数据库的分类实验中,所提算法的识别率比PRICoLBP算法分别提高了0.17、0.24、2.65、2.39和2.04个百分点。实验结果表明,所提算法在处理纹理旋转变化、光照条件多样的图像时具有较好的识别效果。

基于局部二值模式的泡沫镍纹理特征提取方法研究

泡沫镍表面纹理特征是反应泡沫镍性能的关键指标,为了根据纹理特征准确判断泡沫镍表面缺陷,并指导实际生产操作,研究了基于LBP的泡沫镍纹理特征提取方法。首先分析了泡沫镍材料的特点以及缺陷类型,然后研究局部二值模式(LBP)用于图像纹理特征提取的方法,并对经典LBP、旋转不变LBP以及均匀LBP进行了比较。通过实验说明旋转不变的均匀LBP算子对泡沫镍纹理特征的提取更有效,为进一步的缺陷识别奠定基础。

基于统计特征中心对称局部二值模式的虹膜识别

由于中心对称局部二值模式(CS-LBP)的虹膜识别具有特征维数高、对噪声敏感等缺点,提出了基于统计特征中心对称局部二值模式(SCCS-LBP)的虹膜识别方法。首先,根据虹膜纹理的分布特性,用CS-LBP对归一化的虹膜图像进行编码;为了进一步降低特征维数,对编码后的图像进行特征统计。然后,根据统计结果的分布,提取出有效的二值特征图像。最后,用Hamming距离进行虹膜识别。对CASIA1.0、CASIA2.0、CASIA3.0-Interval、MMU1图像库进行了识别,最高正确识别率分别为99.955%、99.848%、99.989%、99.916%。实验结果表明:该方法有效地利用了虹膜纹理分布特性,与LBP和CS-LBP方法相比,具有更少的特征维数、更高的正确识别率和更好的鲁棒性。

基于抗噪声局部二值模式的纹理图像分类

局部二值模式(local binary pattern,LBP)特征是一种简单有效的纹理特征描述符,但是它的抗噪声能力较差.针对这一问题,提出一种对噪声较为鲁棒的纹理特征表示方法——抗噪声的完整增强局部二值模式(noise-tolerant complete enhanced LBP,CELBPNT).该特征基于局部二值模式特征,对光照、旋转和噪声均具有较好的鲁棒性.其提取过程如下:1)根据LBP中各模式的结构和出现频率对特征中的模式重新分类,提出增强局部二值模式(enhanced LBP,ELBP)特征;2)添加差值的模值信息与中心像素信息,并根据图像尺寸自适应地调整其中的阈值,提出完整增强局部二值模式(complete ELBP,CELBP)特征;3)进一步将该特征进行多尺度下的表示,从而最终提出具有抗噪声能力的纹理特征——CELBPNT.通过在常用的纹理数据库上添加不同强度和不同类型噪声的情况进行实验,结果表明:CELBPNT不仅能够显著提升无噪声纹理图像的分类性能,而且对含有噪声的纹理图像分类也有显著的性能提高.

面向语音情感识别的Gabor分块局部二值模式特征

谱特征在语音情感识别中起到了重要的作用,然而现有的谱特征仍未能充分表达谱图中的语音情感信息。为研究语音情感与谱图之间的联系,提出了一种面向语音情感识别的Gabor分块局部二值模式特征（GBLBP）。首先,获取情感语音的对数能量谱;然后,采用多尺度,多方向的Gabor小波对对数能量谱进行处理,得到Gabor谱图;再次,对每张Gabor谱图进行分块,采用局部二值模式提取每个块的局部能量分布信息;最后,将提取到的所有特征级联,得到GBLBP特征。EMO-DB库及中文语音库上的实验结果表明：GBLBP特征的平均加权召回率比MFCC高了9%~10%,识别性能显著优于众多谱特征,且与现有声学特征有较好的融合性。

一种局部二值模式图像特征点匹配算法

针对图像匹配问题进行了研究,提出了一种改进BRIEF算法的特征点匹配算法。该算法利用随机点与特征点之间的差分大小和差分幅值关系来生成特征点描述算子。针对BRIEF对噪声敏感问题,因为小的像素幅值差分更易受到噪声影响,为了抑制噪声,通过设置小像素差分阈值,差分在阈值内的设置为不确定位,然后通过其邻域均值来决定不确定位的值。特征点匹配使用描述算子之间的汉明距离进行比较来完成。实验将BRIEF和ORB算法进行了比较,证明该算子具有更高的判别性,计算简单且具有很好的噪声抑制性能,运行速度快,匹配准确率更高。

多尺度局部二值模式傅里叶直方图特征的表情识别

针对表情识别的简便快捷问题,提出一种多尺度局部二值模式傅里叶直方图(LBP-HF)和主动形状模型(ASM)相结合的人脸表情识别方法。该方法首先利用ASM检测并分割人脸区域,减少不相关区域的影响;然后提取多尺度LBP-HF特征形成识别向量;最后采用最近邻分类方法进行表情识别。通过提取不同尺度的LBP-HF特征,研究各个尺度LBP-HF特征对表情识别的影响,最终结合多尺度LBP-HF特征实现表情识别,获得更有效的表情特征。通过与Gabor特征的实验结果进行对比,验证该方法的简便可行性,最高平均识别率达到93.5%。实验结果表明,该方法可以用于人机交互中。

基于彩色局部角度二值模式的纹理分类研究

为解决光照变化下彩色纹理图像分类准确率不高的问题,本文采用彩色局部角度二值模式(CLABP)的方法来提取和表示纹理特征。该方法一方面能解决局部二值模式(LBP)不能对自然纹理图像空间结构信息描述的缺陷,另一方面可解决局部彩色纹理特征在光照变化下分类准确率不高的问题。为验证算法的有效性,对Outex纹理数据库进行CLABP特征提取,并结合最近邻匹配得到纹理图像的分类。实验结果表明,该方法的分类精确度达到90%。

基于梯度和局部多值模式的图像纹理特征提取

为了进一步增强局部二值模式的纹理特征表达能力,提出了一种将图像梯度同局部多值模式相结合的纹理特征提取方法。该方法首先计算出图像的梯度幅度和梯度方向,并根据量化的梯度方向对幅度图进行分解,之后利用得到的幅度图对其进行局部多值模式特征的提取,得到一种新的纹理特征,最后将得到的特征进行图像检索实验。实验结果表明,在纹理丰富的检索库上,该方法所提取的纹理特征更加具有通用性,相对传统局部二值模式图像检索方法具有更好的稳健性和更好的检索效果。

融合子区域局部二值模式特征与深层聚合网络的人脸识别

针对深度网络对人脸噪声敏感,且学习过程容易忽视人脸结构信息的问题,提出融合子区域局部二值模式(local binary pattern,LBP)特征和深层聚合网络的人脸识别算法。将人脸图像划分为不同子区域,并采用局部二值模式对人脸进行预处理,获取子区域人脸的LBP特征。不同子区域LBP特征输入不同的稀疏自动编码器,实现深层特征提取;然后不同稀疏自动编码器的输出特征通过全连接方式实现特征聚合,获得人脸特征向量用于分类。通过大量实验获取了最优的聚合网络模型架构和网络参数取值,改善了人脸识别效果。

基于深度信息局部二值模式特征的室内场景边缘检测

针对室内场景深度图像,检测场景中的面片边缘信息并确定场景中的完整面信息是实现室内场景分析和理解的基础.基于深度信息局部二值模式特征,提出一种室内场景深度图像边缘检测的方法.首先对场景深度信息图分别求X方向和Y方向的梯度信息,结合2个梯度图找到深度信息图的基本边缘信息;然后计算基本边缘附近的局部二值模式特征信息,并计算深度图每个点的法线信息;最后利用深度信息局部二值模式特征和法线信息对边缘信息进行判断和矫正,以提取深度图像的面片边缘信息.实验结果表明,该方法能够高效、准确地检测室内场景深度图像的边缘信息,避免边缘信息的过检测和欠检测.

基于Gabor特征和局部二值模式融合的纹理图像识别

传统的Gabor滤波方法和局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)算法提取的纹理特征鉴别能力不足,导致纹理识别精度不够理想.为了解决上述问题,提出一种将全局Gabor特征和局部LBP特征进行融合的纹理图像识别方法.该方法利用Gabor滤波方法提取纹理图像的全局特征,利用LBP算法提取纹理图像的局部特征,然后在最近子空间分类器的框架下实现全局和局部特征的融合以及纹理图像识别.在CUReT和KTH-TIPS基准纹理库上的实验结果表明,笔者提出的方法显著超越了传统Gabor滤波方法和LBP算法的纹理识别精度.

基于增强方向局部二值模式的纹理分类

针对方向局部二值模式特征维数高且易受噪声影响的问题,提出了增强方法。首先,在方向局部二值模式的基础上,通过将局部邻域划分为多个8-正交邻域的策略,以降低方向局部二值模式的特征维数;其次,在方向局部模式中引入局部三值模式的思想,以减少噪声的影响。采用CURet、UIUC及Outex三个纹理图像库进行实验,结果证明了该方法以较低的特征维数取得了更好的分类性能。

基于小波域局部二值模式和活动轮廓模型的纹理图像分割

提出一种双树复小波域局部二值模式和活动轮廓模型的纹理图像分割方法.该方法首先使用双树复合小波(DTCWT)分解纹理图像,然后使用局部二值模式(LBP)提取纹理特征.利用最大熵准则对纹理特征图像进行选择.活动轮廓模型(ACM)用于最后得分割.实验结果表明提出的方法对于合成纹理和自然场景数据集达到了较高的分割精度.