基于遺傳規(guī)劃的樹皮紋理圖像識別方法.pdf

1、紋理是樹皮表面的天然屬性,可以作為區(qū)分不同樹種的重要依據(jù)。樹種的分類延伸到植物分類中。植物分類是一項基礎(chǔ)性的工作,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及林業(yè)統(tǒng)計中的應(yīng)用十分廣泛。傳統(tǒng)的分類主要依靠專業(yè)人員手工操作,不僅識別效率低,而且對專業(yè)人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高,造成了巨大的人力資源浪費。如何尋求一種有效的、能夠?qū)崿F(xiàn)植物的自動分類識別的方法,成了這一領(lǐng)域研究的熱點問題。目前,國內(nèi)外在植物自動分類識別方面的研究有了一些成果,還需要不斷探索新的分類方法,并進一步提高

2、分類的準確度。
　　 利用遺傳規(guī)劃(Genetic Programming,GP)來解決樹種分類問題,遺傳規(guī)劃的基本思想來自于自然界生物進化過程和進化方法,通過進化操作,獲得問題的最優(yōu)解。文章闡述了遺傳規(guī)劃的原理；分析了遺傳規(guī)劃的特點；研究了運用遺傳規(guī)劃解決樹皮紋理圖像識別問題的方法,主要做了以下幾個方面的工作:
　　 首先,對紋理特征值的提取方法進行了分析。紋理分析方法包括統(tǒng)計法、幾何法、模型法和信號處理法等。并通過對

3、樹皮圖像這種自然紋理的分析,確定了運用統(tǒng)計法和信號處理法這兩種方法提取樹皮圖像的紋理特征值。實驗證明,有效地提取出圖像的紋理特征值,可提高對植物的識別正確率。
　　 其次,運用統(tǒng)計方法和信號處理方法提取樹皮圖像的紋理特征值。統(tǒng)計法是構(gòu)造灰度直方圖和灰度共生矩陣提取圖像的紋理特征值,并運用信號處理法是計算Gabor紋理的方法提取樹皮紋理圖像的特征值。其研究思路是:在構(gòu)造灰度直方圖提取紋理特征值時,對實驗所用的5種圖像樣本獲取了直方

4、圖及直方圖的4個二次統(tǒng)計量:包括均值、方差、峰度和偏度,通過計算這4個二次統(tǒng)計量的值得到了樣本圖像的紋理特征值；在構(gòu)造灰度共生矩陣時,確定了θ的4個不同的方向,并獲取灰度共生矩陣5個紋理特征參數(shù);又提出了旋轉(zhuǎn)不變性的灰度共生矩陣提取特征法,即取4個方向的均值和方差,使得其應(yīng)用變的靈活;Gabor紋理法是通過計算樹皮圖像的均值和標準差作為紋理特征值。遺傳規(guī)劃能用很少的圖像特征,很好的完成圖像識別。
　　 最后,分別利用靜態(tài)類邊界確