[发明专利]利用图案的粗糙度和方向性的纹理分类装置

说明书

本发明涉及一种用于分类有纹理的图象的装置；而且，更具体地，涉及一种根据其纹理图案的粗糙度和方向性分类有纹理的图象的装置。

纹理感觉是人类视觉的一个重要部分。尽管物体有相似的颜色和形状，但可以通过它们的特征纹理来区分。在感觉表面的方向和相对距离时，纹理信息是重要的。虽然对纹理的精确定义并不存在，便通常认为它由大量元素组成，每个元素在某种程度上是可见的，而且在整体上这些元素稠密地、均匀地排列于一视域中，因而在图案中具有显著的特征空间重复性。

总的来说，用于分类输入图象的纹理图案的装置确定每一输入图案属于预定类型中的哪一类，其中这样的分类结果被用来识别该输入图象。

在这样一种装置中，通常采用两种方法来分类纹理图案：统计方法和结构或合成方法。

统计方法试图获得纹理的整体特征，其中象素灰度的空间分布的统计特性被用作纹理描述符。这种方法的关键特点是该描述只依赖于点特性，而不直接应用元素或子区域，这就使得这种方法在许多情况下不如结构方法有效。

另一方面，结构方法将纹理视为一组空间子图案按照一定放置规则的排列。纹理图案可由诸如直线和曲线的简单图案元素构成。但是，图案元素的选择也许是一项困难的任务，因为目前并没有适用于这一任务的通用规则，而且，实际上它取决于每个用户的直观推断及经验或偏好。

表面的纹理由诸如细致、粗糙、光滑、颗粒状、随机性等特性来表征。在这些特性中，粗糙度和方向性可用作表征一纹理图案的重要特征。粗糙度是与图案元素的尺寸有关的性能。方向性指图案元素或者沿一个方向放置或者沿各个方向分布的程度或趋势。如果粗糙度和方向性被有效地量化，它们可用作分类有纹理的图象的有效判据。

因此，本发明的首要目的是提供一种根据其图案的粗糙度和方向性来分类有纹理的图象的装置。

根据本发明，提供了一种用于分类一包含多个象素的有纹理的图象的装置，每个象素由一灰度值代表，该装置包括：

一量化器，用于从有纹理的图象获得一量化图象，该量化图象包含多个象素，每个象素由N个量化值之一表示，N是一个正整数；

一扫描块，用于沿M个扫描方向扫描该量化图象以由此产生M个扫描图象，M是一正整数；

一灰度平均行程构成块，用于通过计数具有相同量化值的象素的行程来为M个扫描图象中的每一个和N个量化值中的每一个提供一组行程，由此提供M×N组行程，并通过对每组行程取平均值来提供M×N个平均扫描宽度，从而形成一个其元素为该平均行程的M×N矩阵；

图案粗糙度确定块，用于通过利用该矩阵来确定该有纹理的图象的粗糙度；

图案方向性确定块，用于通过利用该矩阵来确定该有纹理的图象的方向性；及

纹理分类块，用于根据其粗糙度和方向性对有纹理的图象进行分类。

通过结合下列附图对优选实施例的描述，本发明的上述及其它特点将变得显而易见。

图1表示根据本发明的纹理分类装置的示意性方框图；

图2表示图1所示装置中的预处理块的详细方框图；

图3A至图3C表示输入图象的动态范围(DR)和直方图的波峰；

图4A至4D示出应用于图1中所示的扫描块中的4个扫描方向。

图5示出由根据每个量化区间和每个扫描方向计算出的平均行程形成的一示例矩阵。

参看图1，示出根据本发明的纹理分类装置的示意性方框图。该装置包括一预处理块100，一扫描块200，一灰度行程矩阵(GLRLM)构成块300，一图案粗糙度确定块410，一图案方向性确定块420，和一纹理分类块600。

本发明主要针对有纹理的图象，其中纹理图案重复出现，如在一沙漠或农田中。这样一个图象被送入预处理块100。

在预处理块100中，对该有纹理的输入图象进行预处理以便进行以后的处理。具体地，该有纹理的图象被转换成一量化图象，其中每一象素具有若干量化值中的一个值。

参看图2，示出该预处理块100的详细方框图，该预处理块100包括一滤波器110，一直方图提取器115，一动态范围检测块120，一波峰检测块130，和一自适应量化器块140。

滤波器110用来通过去掉包含在该输入图象中的噪声，例如脉冲噪声来获得一滤波图象。一种公知能保持良好边界的交叉形中值滤波器(cross-sha ped  median  filter)可用来减小这样的噪声以保留小尺寸的纹理图象。使用中值滤波器的滤波在逐个象素的基础上进行。本领域中公知的其它低通滤波器可用来实现相同的目的。