基于Gabor滤波器的图像纹理特征提取

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1、万方数据第29卷第1期长春工业大学学报(自然科学版)V01．29，No．11111堡!旦!呈坚!呈!!呈!呈!!呈圣!!竺呈坚呈!兰!!!!!￥呈!三!!!呈呈呈!!竖圣!些坠坚!!!量!!!呈!!三!!!!呈呈!兰!!；!!!!基于Gabor滤波器的图像纹理特征提取李钰，孟祥萍(长春工程学院电气与信息工程学院。吉林长春130012)摘要：结合纹理的能量特性、粗糙性、结构性等特点，根据人类视觉特性，提出了Gabor小波变换滤波器的图像纹理特征提取方法。实验结果表明，虽然图像的Gabor纹理计算量很大

2、，但是方法是有效的。关键词：Gabor滤波器；图像纹理；特征提取中图分类号：TP391文献标识码iA’文章编号：1674—1374(2008)01—0078—04ImagetexturefeaturedetectionbasedonGaborfilterLIYu，MENGXiang—ping(SchoolofElectricalEngineering＆InformationTechnology。ChangchunInstituteofTechnology，Changchun130012，China)

3、Abstract：Combingtheenergy，coarsenessandstructurepropertyofthetexture，analgorithmforimagetexturefeaturedetectionbasedonGaborfilterisproposedaccordingtohumanvisioncharacteristics．Theexperimentalresultsshowthatitiseffectivefortexturedetectionwhenthecalcul

4、ationofGabortextureiscomplicated．Keywords：Gaborfilter；imagetexture；featuredetection．0引言纹理是图像中一个重要而又难以描述的特征，关于图像纹理迄今为止仍无一个公认的、一致的严格定义。但图像纹理对我们来说是很熟悉的，纹理是人眼视觉的重要组成部分，反映了物体的深度和表面信息，表达了物体表面颜色和灰度的某种变化，而这些变化又与物体本身的属性有关，是图像的固有特征之一，而且反映图像的空间分布信息和结构信息[1]，使用数学或信

5、息论的方法抽取的纹理度量称为纹理特征[2]。纹理是由一个具有一定不变性的视觉基元，通称纹理基元，在给定区域内的不同位置上，以不同的形变及不同的方向重复出现的一种图纹。这里，纹理是像素灰度值在空间区域的变化模式。这个定义对于大多数图像处理过程来说是合适的，因为很多时候我们只关心图像的灰度分布。常用的提取纹理特征方法有；采用基于共生矩阵[33和Gabor滤波器[‘]两种方法提取图像的纹理特征，前者采用能量、熵、相关、惯性矩、局部平稳5个统计特征的均值和标准差作为图像的纹理特征；后者利用Gabor小波的多

6、尺度和多方向性的特点，对图像进行多分辨率分析，提取图像的纹理特征，Gabor特征在许多图像分析和应用中得到应用‘“6。。文中应用的是Gabor变换做的工作。1基于Gabor滤波器的纹理特征提取Gabor变换已被证明是在2D测不准情况下，对信号空间域和频率域的最优描述。收稿日期：2007·11-10作者简介：李钰(1979--)，女，汉族。吉林大安人．长春工程学院助教，主要从事数字图像处理方向研究·E-mail：1iyu2326(孕126．tom．万方数据第1期李钰，等：基于Gabor滤波器的图像纹理

7、特征提取79用Gabor函数形成的二维Gabor滤波器有着优良的滤波器性能，并有着与生物视觉系统相近的特点，它具有易于调谐的方向和径向频率带宽以及易于调谐的中心频率，在时域和频域同时达到了最佳的分辨率m。通常，Gabor滤波可以看作是一种小波变换，因此，我们从小波变换的角度阐述该滤波器组的定义‘8。。设图像f(x，y)，它的二维小波变换为：J“加=

8、If(x，y)妒以(z—p,5．r,y—qAy)dxdy(1)其中：Ax和Ay是空间采样间隔；p和口是像素点的位置；优和Z分别定义了小波变换的尺度和方向

9、，取，，l=0，1，⋯，M一1；Z=0，1，⋯，L一1。蛳(z，y)由小波变换的母小波得到旋转方程：仍一(z，y)二=a---9(z，y)(2)芏=a-m(xcosO+ysinO)y=a～(一XCOS0+ysin0)母小波9(z，y)通过a～，0尺度和方向分别发生变化，其中口=lAO，AO=2，r／L。在纹理分析中，滤波器组的各个滤波器满足式(2)的定义，具有相同的能量。证明如下：ffI伽。，少[Zdzdy=ffa一9(’x，》12dzdy=

10、lI啼＆∽12I广fdx