基于边缘方向差直方图的图像检索方法

摘要

本发明公开一种基于边缘方向差直方图的图像检索方法，首先，输入要检索的图像；对该图像通过方向可调滤波器处理；通过方向滤波器的结果提取图像的边缘；根据检索图像的边缘提取检索图像的边缘方向差特征；计算检索图像像素点自身的边缘方向像素特征；整合计算得到图像的边缘方向差直方图特征，即图像用于匹配的特征；对数据库中的待检索图像同样提取边缘方向差直方图特征；把检索图像和待检索图像进行边缘方向差直方图特征相似性匹配；按照检索图像和待检索图像相似性匹配结果，显示图像的检索结果。尤其对于大型图像数据库检索本发明具有检索速度快、准确率和回调率较高的优势，可应用于实时人机交互和大型图像数据库的图像检索。

主权项

1.一种基于边缘方向差直方图的图像检索方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：输入检索的彩色图像；步骤2：对检索图像做灰度变换，通过方向可调滤波器进行处理，选取二维高斯函数为滤波器核函数，选取合适的滤波器滑动窗口大小，得到每个像素点2L个方向上的能量函数W_σ(x，y，θ)，L表示方向的个数，x和y表示像素点的坐标值，σ为滤波器尺度参数，θ为方向的值，范围是0～2π，间隔为π/L；步骤3：通过方向滤波的结果提取图像的边缘像素点：3a)以灰度图像中的每个像素点为中心点，通过对其与相邻像素的灰度差异分析，在每个方向上计算每个像素点的灰度差异值P_d(x，y，θ)，其中d为圆形邻域半径，d的值为4σ；3b)对于灰度图像中每个像素点，统计从其每个方向θ开始，旋转π角度，L个方向上灰度差异值P_d(x，y，θ)的和值M_θ(x，y)，并选取M_θ(x，y)取得最大值时的θ为该像素点的边缘起始方向Θ(x，y)；3c)根据灰度图像中每个像素点边缘方向的能量函数W_σ(x，y，θ)进行模值计算得到每一个像素点2L个方向上的能量值A(x，y，θ)；3d)根据灰度图像每一个像素点的能量值A(x，y，θ)从其边缘起始方向Θ(x，y)开始，旋转π角度进行向量求和计算得到图像中每个像素点边缘主方向向量该方向向量的幅值即该像素点的边缘能量值amp(x，y)，该方向向量的方向即该像素点的边缘主方向φ(x，y)；3e)通过对灰度图像每一个像素点的方向向量的方向φ(x，y)和幅值amp(x，y)进行阈值判断提取图像的边缘像素点，选取一个3*3大小的窗遍历每个像素点，计算该像素8邻域内的像素点是否满足方向阈值T_p和能量阈值T_a，如果满足，该中心像素点确定为图像边缘像素点，其中T_p的取值为一范围5π/6～7π/6，T_a取值为2.5σ；步骤4：根据检索图像的边缘像素点提取原检索彩色图像的边缘方向差特征，得到该图像的边缘方向差特征X₁，边缘方向差特征X₁包含了红色-R、绿色-G和蓝色-B三通道的方向差特征；步骤5：计算原彩色图像边缘像素点本身所包含的特征，以边缘点主方向φ(x，y)为x轴，划为p个小区间，p取值为正整数，统计该图像中所有像素点落在每个小区间的像素点数目作为y轴，得到一个二维平面直方图，矩阵变换得到p维列向量，进行归一化处理得到边缘方向像素特征X₂；步骤6：将原彩色图像的边缘方向差特征X₁和边缘方向像素特征X₂进行整合计算得到该图像的边缘方向差直方图特征X；步骤7：从图像总数大小为K的数据库中的提取一幅待检索图像执行步骤2-步骤6进行边缘方向差直方图特征提取，遍历数据库中的所有图像，其特征依次为X′_i，i＝1，2，...，K，K为待检索图像总数；步骤8：把检索图像和待检索图像进行边缘方向差直方图特征相似性匹配，对于检索图像边缘方向差直方图特征X中的边缘方向像素特征X₂进行方向旋转处理，即对特征X₂列向量进行循环移位处理，整合边缘方向差特征X₁得到方向旋转后的边缘方向差直方图特征X_j，计算X′_i和每一个X₂旋转后整合得到的X_j得到1范数距离取其最小值为Dis_i(X，X′_i)，j＝1，2，...，N，N为旋转方向的个数，取值为一能整除p的正整数；步骤9：对于每幅待检索图像按照其Dis_i(X，X′_i)的值进行从小到大的顺序排列，显示其中前n张图像即为检索的结果，i＝1，2，...，K，K为待检索图像总数，n为返回检索图像数目，取值为人为自主确定的正整数。