紋理圖像統(tǒng)計及其應用研究.pdf

1、紋理是計算機視覺的一個重要研究方向.與紋理相關的諸多問題一直沒有得到有效的解決.紋理感知就是其中的一個基本問題之一.紋理感知研究可以幫助人類洞察基本視覺機理,也是理解、分析和應用紋理的基礎.基于對紋理圖像及其紋理特征的統(tǒng)計分析,該文從理論和實際應用的角度,對紋理感知以及與紋理感知相關的紋理分類與分割、紋理生成、基于紋理的運動分割等問題做一些新的探索.該文的主要貢獻如下:(1)將紋理視為基本視覺元素的線性組合,并通過拓撲圖格獨立分量分析(

2、TICA)來學習這些基本元素.由于采用矩陣表示,基本元素可用于表達所有紋理圖像.在此基礎上,提出了一種提取視覺元的方法.視覺元是TICA學習得到的基本元素的代表,為研究紋理所包含的知覺元素提供了一種視覺線索.不同視覺元的個數(shù)被稱為紋理圖像的內(nèi)在視覺維數(shù).內(nèi)在視覺維數(shù)越大,紋理圖像呈現(xiàn)出更多的視覺模式.(2)通過TICA從觀測紋理圖像學習圖像分離基,并將其轉化為一組濾波器,實現(xiàn)了一種無監(jiān)督紋理分割算法.對比實驗分析表明,該方法可取得滿意的

3、分割結果.(3)開展了對紋理圖像集合整體性質的研究工作.通過TICA對圖像進行了整體分析,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"人類對于紋理識別中最重要的三個測度為周期性,方向性和隨機性"這一結論給出了一個統(tǒng)計學習的證據(jù).基于對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、技術路線以及與上層本體即圖像本體之間的聯(lián)系.(4)提出了一種新的標識紋理

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,使用探測點確定觀測紋理所在的主導區(qū)域,采用光譜聚類解決了其中的關鍵技術.(5)通過無監(jiān)督紋理分割實驗證明了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)計信息算法,實現(xiàn)了有選擇的統(tǒng)計信息傳輸,生成了新的紋理圖像.實驗結果驗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動檢測算法.由于采用紋理捕獲序列