光照不变性特征在图像检索与识别中的应用研究

论文摘要

经过几十年的发展,图像检索与识别技术已经取得了一定的成果,并已广泛地应用于工业制造、金融、公安、司法、军事等领域。它们不仅速度快、效率高,而且还具有比人更胜一筹的准确度。图像检索与识别技术紧密联系,检索技术的发展进一步的推动了识别技术的发展,特别体现在手写体图像识别等应用当中。光照问题是图像检索与识别面临的主要难题之一,由于光照变化改变了图像灰度空间的分布,影响图像检索的准确率,制约了图像识别系统的推广应用。本文在多尺度几何分析理论的基础上,主要研究光照不变性特征的提取与应用,进一步提高图像检索与识别的准确度,主要工作如下:1针对离散小波变换不具备时移不变性、方向信息少的缺点,以及Contourlet变换存在频谱混叠的缺陷,提出基于抗混叠轮廓波变换与去噪模型结合提取光照不变性特征的图像检索改进算法。首先将图像转换到对数域,然后通过抗混叠轮廓波变换与去噪模型结合的方法提取光照不变性特征,最后采用K-最近特征线分类器进行分类。实验结果表明,改进算法的识别率比小波变换与去噪模型相结合方法提高5.48%,比基于形态学纹理特征的方法提高13.38%。2根据金字塔对偶树方向滤波器组变换的相位信息具有光照不变性的特点,提出基于金字塔对偶树方向滤波器组变换提取光照不变性特征的图像检索算法。首先通过金字塔对偶树方向滤波器组变换和基于相对相位的Vonn模型得到图像的光照不变表示,然后利用提取的特征计算出RA距离,最后得到图像的检索率。实验结果表明,该算法比基于不变矩方法的查全率提高1.83%-13.42%,查准率提高10.76%-21.22%。3将光照不变性特征相对相位应用于手写体文本图像识别。光照变化对手写体文本图像识别的影响虽然不是太明显,但是具有光照不变性的相对相位信息应用于识别当中能进一步改善识别系统的性能。首先通过金字塔对偶树方向滤波器组变换和基于幅度的DMD模型、基于相对相位的VM、WC分布模型得到图像的特征表示,然后利用提取特征运算出RA距离,最后根据多属性决策的思想,进行特征融合,并实现笔迹识别。实验结果表明,该方法的检索率最好能达到100%,优于现有的几种方法。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 图像检索与识别技术概述
• 1.2 研究背景和使用意义
• 1.3 论文的结构
• 2 图像检索与识别中消除光照变化影响的方法介绍
• 2.1 引言
• 2.2 光照变化对图像检索与识别的影响
• 2.3 消除光照变化影响的几种方法
• 2.4 本章小结
• 3 基于 NACT 与去噪模型提取光照不变性特征的图像检索
• 3.1 引言
• 3.2 小波变换
• 3.3 轮廓波变换
• 3.4 抗混叠轮廓波变换
• 3.5 算法思想
• 3.5.1 基于NACT 的光照不变性特征提取
• 3.5.2 K-最近特征线分类器
• 3.6 实验
• 3.6.1 实验图像库
• 3.6.2 参数λ的设定
• 3.6.3 实验过程及分析
• 3.7 本章小结
• 4 基于 PDTDFB 变换提取光照不变性特征的图像检索
• 4.1 引言
• 4.2 双树复小波变换
• 4.3 金字塔对偶树方向滤波器组
• 4.4 光照不变性特征的提取
• 4.4.1 相位信息的光照不变性
• 4.4.2 相对相位的光照不变性
• 4.4.3 基于相对相位的Vonn 分布
• 4.5 实验
• 4.5.1 实验图像库
• 4.5.2 实验与分析
• 4.6 本章小结
• 5 光照不变性特征在手写体文本图像识别中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 统计模型及相似性度量
• 5.2.1 Von Mises 分布
• 5.2.2 Wrapped Cauchy 分布
• 5.2.3 基于幅度的统计模型
• 5.2.4 相似性度量
• 5.3 特征融合
• 5.3.1 多属性决策思想
• 5.3.2 幅度和相对相位特征的融合
• 5.4 实验
• 5.4.1 实验图像库
• 5.4.2 实验过程与分析
• 5.5 本章小结
• 6 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录