基于最大稳定极值区域与主要旋转不变局部二值模式的复杂场景车牌检测方法

为了解决在复杂场景中进行车牌定位的问题,提出了一种基于MSER与DRLBP特征的车牌定位方法。首先对输入图像进行预处理,然后在多个通道上进行MSER候选区域提取;接着利用所设计的基于车牌字符合并的车牌定位方法进行车牌字符合并;最后利用DRLBP纹理特征对合并后的区域进行验证从而得到最终的车牌区域。实验结果表明该方法具有较好的定位能力。由于方法是通过寻找车牌字符进而定位车牌位置,因此其受车牌颜色、车牌格式的影响较小,在复杂环境中对国内外不同车牌均有较好定位效果。

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。

基于信息熵的二维局部二值模式静脉识别

基于现有LBP算法及其变体无法提取图像高维特征的问题,提出一种基于信息熵的二维局部二值模式识别算法。此方法首先利用统一局部二值模式(ULBP)对图像进行低维特征的提取,随后将图像信息熵与统一局部二值模式图谱进行结合获取熵值加权的统一局部二值模式图谱(EULBP),并利用滑动窗口实现对局部区域内模式间共现特征信息的统计,以其结果作为图像特征表达。并以直方图交叉距离为基础构建模式分类器,验证其识别性能。实验结果表明,在SDUMLA⁃HMT数据集以及马来西亚理工大学指静脉数据集(FV⁃USM)中,提出的算法能取得99.94%和98.84%的平均识别率。

成对旋转不变的共生自适应完全局部三值模式

针对成对旋转不变的共生局部二值模式(PRICoLBP)旋转不变性较差及其相关改进算法EPRICoELBP对光照变化和噪声干扰较为敏感的问题,提出了一种增强成对旋转不变的共生自适应阈值完全局部三值模式。通过自适应阈值局部三值模式(ALTP)将图像分成Upper和Lower模式;分别在两种模式中找出像素点LBP特征极大、极小值对应的邻域起始编码点,利用中心像素点与其LBP特征极大、极小值对应的邻域起始编码点作为方向矢量,来确定中心像素点的上下文共生点对;利用自适应阈值完全局部三值模式(ACLTP)提取Upper和Lower模式中共生点对的局部纹理信息;联合上下文共生点对的特征直方图训练卡方核支持向量机,进行纹理图像识别检测。在应用广泛的Brodatz、Outex(TC10、TC12-h、TC12-t、TC14)、CUReT、KTH_TIPS、UIUC标准纹理库中,该算法相较于原始的PRICoLBP算法和其他算法在分类准确率上均有一定的提升,且在添加了高斯噪声和椒盐噪声的KTH_TIPS纹理库中,该算法依旧保持了较高的分类准确率。实验结果表明,该算法对旋转、光照变化和噪声干扰具有较强的鲁棒性。

局部二值模式及其扩展方法研究与展望

针对局部二值模式LBP(Local binary pattern)在图像处理与模式识别方面表现出的实际应用价值,系统综述当前LBP算子在不同应用领域的扩展方法。首先,简要概述LBP算子的基本原理。其次,从邻域拓扑结构角度、降低噪声影响角度、编码角度、降维角度与获取旋转不变性角度等五个方面对LBP算子近年来的相关扩展方法进行详细梳理和归纳总结。最后,分析各类方法的相互关系与存在的问题,并指出未来LBP扩展的研究方向。

基于等距环局部二值模式的特征描述子

现有的描述子一般与主方向相关,当图像经过变换时,得到的描述子主方向会有误差,从而导致图像匹配效果不理想。针对上述问题,基于等距环局部二值模式,提出一种二进制描述子构造方法。在构造描述子与描述子匹配过程中分别使用了等距环局部二值采样模式与分组匹配策略,使得构造的描述子具有旋转不变性,解决主方向问题和加速匹配过程。实验结果表明,与BRIEF,BRISK等二进制描述子相比,该方法具有更快的速度及更高的准确率。

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.

选择局部二值模式的纹理识别

图像识别是模式识别领域中的一种非常基本的应用,也是计算机应用领域中一门很有前景的技术,它运用计算机对数字图像进行处理、分析和理解,以识别各种不同模式的目标和对像。局部二值模式(LBP)普遍应用于纹理分割、纹理分类、人脸图像分析等领域,已成为分类特征的一种基本方法。笔者介绍了一种尺度选择局部二值模式的计算方法和实现原理,然后详细说明了运用新方法进行实验的步骤,最后根据在公共纹理数据库中的实验结果分析新方法具有的优点以及在不同的尺度下对纹理分类具有的良好效果。实验结果表明,在UIUC数据库中的正确率达到99.2%,而在KTHTIPS数据库中的正确率能达到99.5%。

基于多尺度局部二值模式的滚动轴承故障诊断

针对滚动轴承早期故障特征较为微弱,容易被淹没在背景噪声中,仅从振动信号单一尺度提取出的特征很难准确表示轴承状态的问题,提出一种基于多尺度局部二值模式的滚动轴承特征提取方法。首先,通过变分模态分解(variational mode decomposition,VMD),得到振动信号在不同尺度下的本征模态分量(intrinsic mode function,IMF);其次,将每个IMF转换成灰度图像的形式,使用局部二值模式(local binary pattern,LBP)提取振动信号在不同尺度的局部纹理特征;最后,将提取出的特征输入反向传播神经网络(back propagation neural network,BPNN)进行分类。通过实测振动信号进行试验,结果表明提出的方法能够很好地提取不同故障状态的轴承特征,且诊断准确率较高。

基于图元旋转不变性和相位统计信息的LBP算法在纹理分类中的研究

传统的LBP算法缺少对图元的相位分析,因此不能较好地区分由图元旋转形成的同类纹理图像.文中提出了一种融合图元旋转不变性和相位统计信息的纹理分析算法.新算法利用图元旋转不变性的等价类约简纹理特征,减小纹理旋转带来的分类误差,然后利用图元的统计相位特征进一步划分纹理图像分类集,进而解决由旋转不变性带来的欠分类问题.该算法选用均值漂移作为纹理分类工具,并采用Brodatz纹理库作测试.与传统的WTGGD、LBP等算法相比,分类效果有显著的改善.

增强成对旋转不变的共生扩展局部二值模式

目的针对成对旋转不变的共生局部二值模式(PRICoLBP)算法对图像光照、旋转变化鲁棒性较差,且存在特征维度过大的问题,提出了一种可融合多种局部纹理结构信息的有效特征——增强成对旋转不变的共生扩展局部二值模式。方法首先,对图像各像素点的邻域像素点灰度值进行二值量化得到二值编码序列,并不断旋转二值序列得到以不同邻域点作为编码起始点对应的LBP值;然后,分别利用极大、极小LBP值对应的邻域起始编码点和中心像素点确定两个方向矢量,并沿这两个方向矢量在两个不同尺度图像上选取上下文共生点;其次,利用扩展局部二值模式(ELBP)算法的旋转不变均匀描述子来提取上下文共生点对的中心像素灰度级、邻域像素灰度级及径向灰度差异特征间的相关性信息;最后,用上下文共生点对的特征直方图训练卡方核支持向量机,检测纹理图像类别。结果通过对Brodatz、Outex(TC10、TC12)、Outex(TC14)、CUReT、KTH-TIPS和UIUC纹理库的分类实验,改进算法的识别率比原始的PRICoLBP算法识别率分别提高了0.32%、0.57%、5.62%、3.34%、2.1%、4.75%。结论利用像素点LBP特征极值对应的起始编码序列来选取上下共生点对,并用ELBP算法提取共生点对局部纹理信息,故本文方法能更好描述共生点对间的高阶曲率信息及更多局部纹理信息。在具光照、旋转变化的Outex、CUReT、KTH-TIPS纹理库图像分类实验中,所提方法比原始PRICoLBP算法取得了更高的识别率。实验结果表明,改进算法相比于原始算法能在较低的特征维度下对图像光照、旋转变化具有较好的鲁棒性。

高效的光照、旋转、尺度不变纹理分类算法

纹理图像中存在的光照、旋转、尺度变化使纹理分类成为一个极具挑战性的问题.针对传统的纹理分类算法在同时解决光照、旋转、尺度变化问题和实时性方面存在的不足,提出一种高效的光照、旋转、尺度不变纹理分类算法.首先利用原始图像及其2次高斯滤波图像构造尺度空间,采用带邻域主导方向的完备局部二值模式算法在不同尺度上提取光照、旋转不变的纹理特征;然后利用跨尺度取模式最大值的方法获得尺度不变的纹理特征;最后利用最近子空间分类器进行分类.在5个有代表性的纹理库上进行实验的结果表明,该算法不需要预先学习,能较好地解决纹理分类中的光照、旋转、尺度变化问题,并具有较高的实时性.

尺度选择完备局部导数模式及其在热轧带钢图像分类中的应用研究

纹理特征提取是纹理分类中最关键的一步,由于成像条件的不可预知,纹理图像中存在旋转、尺度、噪声等各种因素的变化,给纹理分类的研究工作带来了挑战.为了增强纹理特征提取算法对旋转、尺度和噪声变化的鲁棒性,提出尺度选择完备局部导数模式(Scale Selective Completed Local Derivative Pattern,SSCLDP).首先,采用自适应中值滤波器对图像进行降噪处理.其次,采用二维高斯滤波器生成该图像的尺度空间.在每个尺度下使用完备局部导数模式(Completed Local Derivative Pattern,CLDP)提取该图像的旋转不变特征,跨尺度取最大值作为该图像的尺度不变特征.将SSCLDP与同类算法在七个公共纹理数据集和热轧带钢图像数据集上进行了实验,实验结果表明,SSCLDP在纹理图像分类和热轧带钢图像分类上有较好的工程应用价值.

基于变差函数和局部方差图的煤岩图像纹理特征提取

针对现有煤岩纹理特征提取采用局部二值模式算法存在分类准确率欠佳、算法运行效率较低及旋转纹理识别鲁棒性较差等缺陷,提出了一种基于变差函数和局部方差图的煤岩纹理特征提取算法。该算法首先在局部二值模式理论框架中逐像素计算局部方差得到局部方差图,然后在局部方差图中利用变差函数计算不同方向的变差函数向量,最后组合变差函数向量作为纹理特征,将所提取特征与局部二值模式特征融合完成煤岩纹理分类与识别。实验结果表明,该算法能够有效地提取局部方差的空间分布信息,实现对局部二值模式丢失信息的再利用,分类结果优于多种经典的局部二值模式纹理特征提取算法,分类准确率达到86%。

基于LBP等价模式和注意力机制的图像修复算法

为了解决目前主流的图像修复算法在面对内容复杂的图像修复时容易产生伪影与模糊的问题。本文提出了一种两阶段图像修复算法。在第一阶段的特征学习网络中,本文采用了局部二值模式(Local Binary Pattern,LBP)的等价模式获取更高质量的结构信息,用于指导第二阶段的修复;为了找到相似度更高的patches,保证修复结果在整体和局部的一致性,本文在第二阶段修复网络的生成器中插入新的注意力层,同时在已知区域和生成区域中寻找相似patches,以对缺失部分进行更好的填充。实验证明,本文提出的算法很好地改善了面对复杂图像时出现的问题,修复结果视觉效果更好,性能评价指标值更高。

多特征的灰度反转和旋转不变直方图

针对图像发生反向灰度变化时,传统局部二值模式及其派生的纹理描述符分类性能会明显下降问题,提出了一种灰度反转和旋转不变的直方图方法。该方法通过高斯导数滤波获得更加细微的图像微分结构,再构建具有旋转不变性的多种互补特征,最后利用主导思想对多种互补特征进行联合编码,获得具有灰度反转和旋转不变性的特征直方图。使用Outex、CUReT和KTH-TIPS等3个纹理图片数据库验证所提出方法的分类性能。实验结果表明:在旋转和灰度反转情况下,提出的方法能够显著提高分类性能,有效改善灰度反转问题,并对图像的旋转变化具有一定的鲁棒性;从算法复杂度来看,该方法取最佳尺度及特征时,运行时间适中,整体分类精度高。

基于凹凸局部二值模式的纹理图像分类

针对传统局部二值模式(LBP)及其扩展方法往往会将具有不同视觉特征的局部邻域赋予相同二值模式值的问题,提出了一种新的凹-凸LBP划分方法。首先通过选择最优参数将具有相同二值模式值的邻域划分为凹凸两类,然后分别统计每类特征并组合在一起进行纹理分类。为验证新方法的性能,实验采用3个在纹理分析领域广泛应用的图像库进行分类实验,结果表明,本文方法明显提高了传统LBP方法的分辨能力。

一种姿态变化下的ASM人脸特征定位方法

为了解决传统主动形状模型(ASM)在姿态变化情况下的人脸特征定位不准确的问题,提出一种姿态变化下的ASM人脸特征定位方法。首先在ASM初始化过程中添加一个旋转因子R来初始化人脸形状向量b,使得当人脸有姿态变化时,能自动调整人脸的偏转方向;然后融合局部二值模式算子建立局部纹理模型;最后在IMM人脸库上进行测试,平均定位误差为7.102 0个像素点,比传统的ASM提高35.85%。实验结果表明,与传统的ASM相比,该方法显著改善了姿态变化下的人脸特征定位不准确的问题,并提高了对各特征点的提取精度。

年龄变化鲁棒的人脸确认算法研究

针对具有较大年龄差的人脸确认系统中的人脸老化问题,提出了一种基于等价局部Gabor二值模式特征的差空间人脸确认算法。首先提取人脸图像的多尺度、多方向的Gabor特征,并对上述特征进行等价LBP运算。其次将LBP图谱进行直方图化,并对直方图进行向量化和差空间运算。最后建立支持向量机(SVM)分类器得出分类结果进而实现身份认证。实验结果表明,在FGnet人脸库上的正确认证率可达94.64%;且对光照与表情变化具有鲁棒性。

基于梯度比率的SAR图像局部特征提取方法研究

本文研究了基于像素灰度差值计算的LBP算子和基于梯度比率的LGRP算子等局部二值模式。首先介绍了基本LBP算子和其他几种LBP算子的变形模式,并通过光学图像和实测SAR图像对LBP算子进行性能评估。针对LBP对SAR图像乘性噪声敏感的问题,利用梯度比率计算的LGRP算子,并结合旋转不变LBP的抗旋转性,本文提出了一种改进的SAR图像LGRP特征,获得了对SAR图像的抗噪性和抗旋转性能。实验结果表明,由本文方法提取的SAR图像局部特征具有较好的不变性,可用于姿态角变化下的目标识别与图像纹理切片匹配。