紋理圖像統(tǒng)計(jì)及其應(yīng)用研究.pdf

1、紋理是計(jì)算機(jī)視覺(jué)的一個(gè)重要研究方向.與紋理相關(guān)的諸多問(wèn)題一直沒(méi)有得到有效的解決.紋理感知就是其中的一個(gè)基本問(wèn)題之一.紋理感知研究可以幫助人類洞察基本視覺(jué)機(jī)理,也是理解、分析和應(yīng)用紋理的基礎(chǔ).基于對(duì)紋理圖像及其紋理特征的統(tǒng)計(jì)分析,該文從理論和實(shí)際應(yīng)用的角度,對(duì)紋理感知以及與紋理感知相關(guān)的紋理分類與分割、紋理生成、基于紋理的運(yùn)動(dòng)分割等問(wèn)題做一些新的探索.該文的主要貢獻(xiàn)如下:(1)將紋理視為基本視覺(jué)元素的線性組合,并通過(guò)拓?fù)鋱D格獨(dú)立分量分析(

2、TICA)來(lái)學(xué)習(xí)這些基本元素.由于采用矩陣表示,基本元素可用于表達(dá)所有紋理圖像.在此基礎(chǔ)上,提出了一種提取視覺(jué)元的方法.視覺(jué)元是TICA學(xué)習(xí)得到的基本元素的代表,為研究紋理所包含的知覺(jué)元素提供了一種視覺(jué)線索.不同視覺(jué)元的個(gè)數(shù)被稱為紋理圖像的內(nèi)在視覺(jué)維數(shù).內(nèi)在視覺(jué)維數(shù)越大,紋理圖像呈現(xiàn)出更多的視覺(jué)模式.(2)通過(guò)TICA從觀測(cè)紋理圖像學(xué)習(xí)圖像分離基,并將其轉(zhuǎn)化為一組濾波器,實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)監(jiān)督紋理分割算法.對(duì)比實(shí)驗(yàn)分析表明,該方法可取得滿意的

3、分割結(jié)果.(3)開(kāi)展了對(duì)紋理圖像集合整體性質(zhì)的研究工作.通過(guò)TICA對(duì)圖像進(jìn)行了整體分析,發(fā)現(xiàn)紋理圖像與自然圖像在整體屬性上存在較大的差別.為"人類對(duì)于紋理識(shí)別中最重要的三個(gè)測(cè)度為周期性,方向性和隨機(jī)性"這一結(jié)論給出了一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)的證據(jù).基于對(duì)紋理圖像與自然圖像之間既相區(qū)別又相聯(lián)系的研究,提出了研究紋理圖像知識(shí)的新方法,即紋理圖像本體理論.分析了紋理本體的研究任務(wù)、技術(shù)路線以及與上層本體即圖像本體之間的聯(lián)系.(4)提出了一種新的標(biāo)識(shí)紋理

4、的方法.該方法充分利用"紋理是一種區(qū)域性特性"這一共識(shí),使用探測(cè)點(diǎn)確定觀測(cè)紋理所在的主導(dǎo)區(qū)域,采用光譜聚類解決了其中的關(guān)鍵技術(shù).(5)通過(guò)無(wú)監(jiān)督紋理分割實(shí)驗(yàn)證明了ICA整合Gabor紋理特征的能力.綜合后的特征具有更好的可分性.(6)提出了采用控向金字塔作為橋梁傳遞統(tǒng)計(jì)信息算法,實(shí)現(xiàn)了有選擇的統(tǒng)計(jì)信息傳輸,生成了新的紋理圖像.實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性.(7)提出了一種基于在線高斯混合模型和紋理支持的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)算法.由于采用紋理捕獲序列