图像处理中,特征点指的是图像
灰度值发生剧烈变化的点或者在图像边缘上
曲率较大的点(即两个边缘的交点)。图像特征点在基于特征点的
图像匹配算法中有着十分重要的作用。图像特征点能够反映图像本质特征,能够标识图像中目标物体。通过特征点的匹配能够完成图像的匹配。
颜色特征是一种全局特征,描述了
图像或图像区域所对应的景物的表面性质。一般颜色特征是基于
像素点的特征,此时所有属于
图像或图像区域的像素都有各自的贡献。由于颜色对图像或图像区域的方向、大小等变化不敏感,所以颜色特征不能很好地捕捉图像中对象的局部特征。另外,仅使用颜色特征查询时,如果
数据库很大,常会将许多不需要的图像也检索出来。
颜色直方图是最常用的表达颜色特征的方法,其优点是不受图像旋转和平移变化的影响,进一步借助归一化还可不受图像尺度变化的影响,基缺点是没有表达出颜色空间分布的信息。
纹理特征也是一种全局特征,它也描述了图像或图像区域所对应景物的表面性质。但由于
纹理只是一种物体表面的特性,并不能完全反映出物体的
本质属性,所以仅仅利用纹理特征是无法获得高层次图像内容的。与颜色特征不同,纹理特征不是基于像素点的特征,它需要在包含多个像素点的区域中进行统计计算。在
模式匹配中,这种
区域性的特征具有较大的优越性,不会由于局部的偏差而无法匹配成功。作为一种
统计特征,纹理特征常具有旋转不变性,并且对于噪声有较强的抵抗能力。但是,纹理特征也有其缺点,一个很明显的缺点是当图像的
分辨率变化的时候,所计算出来的纹理可能会有较大偏差。
该方法通过对边界特征的描述来获取图像的形状参数。其中Hough变换检测平行直线方法和边界方向直方图方法是经典方法。
Hough变换是利用图像全局特性而将边缘像素连接起来组成区域封闭边界的一种方法,其基本思想是点—线的对偶性;边界方向直方图法首先
微分图像求得图像边缘,然后,做出关于边缘大小和方向的直方图,通常的方法是构造图像
灰度梯度方向矩阵。
傅里叶形状描述符(Fourier shape deors)基本思想是用物体边界的
傅里叶变换作为形状描述,利用区域边界的封闭性和周期性,将
二维问题转化为一维问题。由边界点导出三种形状表达,分别是曲率函数、
质心距离、复坐标函数。
形状的表达和匹配采用更为简单的区域特征描述方法,例如采用有关形状定量测度(如矩、
面积、
周长等)的形状参数法(shape factor)。在 QBIC 系统中,便是利用
圆度、
偏心率、主轴方向和代数不变矩等几何参数,进行基于形状特征的
图像检索。
需要说明的是,形状参数的提取,必须以
图像处理及
图像分割为前提,参数的准确性必然受到分割效果的影响,对分割效果很差的图像,形状参数甚至无法提取。
其基本思想是根据一定的性能目标来寻找一
线性变换,把原始信号数据压缩到一个低维
子空间,使数据在子空间中的分布更加紧凑,为数据的更好描述提供手段,同时计算的复杂度得到大大降低。在线性投影分析中,以
主分量分析(PCA,或称K-L变换)和
Fisher线性鉴别分析(LDA)最具代表性,围绕这两种方法所形成的特征抽取算法,已成为
模式识别领域中最为经典和广泛使用的方法。
核
投影方法的基本思想是将原样本空间中的样本通过某种形式的非线性映射,变换到一个高维甚至无穷维的空间,并借助于核技巧在新的空间中应用线性的分析方法求解。由于新空间中的线性方向也对应原样本空间的
非线性方向,所以基于核的投影分析得出的投影方向也对应原样本空间的非线性方向。