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LBP特征研究汇总

Local Binary Patterns

参考资料：

目标检测的图像特征提取之（二）LBP特征

目标检测的图像特征提取之（二）LBP特征

opencv学习之（三）-LBP算法的研究及其实现

LBP特征的实现及LBP+SVM分类

LBP原理加源码解析

OpenCV学习(39) OpenCV中的LBP图像

void elbp_1(Mat& src, Mat &dst){    // 循环处理图像数据    for (int i = 1; i < src.rows - 1; i++)    {        for (int j = 1; j < src.cols - 1; j++)        {            uchar tt = 0;            int tt1 = 0;            uchar u = src.at
   
    (i, j);            if (src.at
    
     (i - 1, j - 1)>u) { tt += 1 << tt1; }            tt1++;            if (src.at
     
      (i - 1, j)>u) { tt += 1 << tt1; }            tt1++;            if (src.at
      
       (i - 1, j + 1)>u) { tt += 1 << tt1; }            tt1++;            if (src.at
       
        (i, j + 1)>u) { tt += 1 << tt1; }            tt1++;            if (src.at
        
         (i + 1, j + 1)>u) { tt += 1 << tt1; } tt1++; if (src.at
         
          (i + 1, j)>u) { tt += 1 << tt1; } tt1++; if (src.at
          
           (i + 1, j - 1)>u) { tt += 1 << tt1; } tt1++; if (src.at
           
            (i - 1, j)>u) { tt += 1 << tt1; } tt1++; dst.at
            
             (i - 1, j - 1) = tt; } }}
            
           
          
         
        
       
      
     
    
   

openCV纹理图像特征提取，比较两幅图像的相似度

// CompareImg1.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。///*2012-3-7 功能：比较两幅图的纹理特征，从而判断两幅图像的相似度*/#include "stdafx.h"#include "cv.h"#include "highgui.h"#include "cxcore.h"int GetTexturePara(CvMat* paraMatri[4],double *texturePara);//double GetVar(double ar[4]);//求纹理参数的方差double GetMean(double ar[4]);//求纹理参数的均值int GetGLCM(CvMat * ImgMat,double* texturePara);//由共生矩阵提取各个纹理参数，//并通过GetTexturePara函数调用GetVar和GetMean函数,计算各个参数的均值和方差double comparePara(double* textureArray1,double* textureArray2);//比较两个图像矩阵的纹理参数，返回代表相似度的值double ComputeTextureDiff(IplImage *pImg1,IplImage *pImg2);//比较两幅图像的相似度，首先调用GetGLCM函数，然后调用函数compareParaint main(){    IplImage *pImg1 = cvLoadImage("testhigh2.jpg",-1);//加载两幅图像    IplImage *pImg2 = cvLoadImage("testout3.jpg",-1);    if (!pImg1 && !pImg2 )    {        return -1;    }    double dDiff = 0.0; //两幅图的差别    dDiff = ComputeTextureDiff(pImg1,pImg2);   printf("%f",dDiff);    return 0;}double comparePara(double* textureArray1,double* textureArray2){    double paraDis[16];    double sumPara=0;    double tempmax= 0;    for(int i=0;i<16;i++)    {        tempmax=textureArray1[i] > textureArray2[i] ? textureArray1[i] : textureArray2[i];        if (tempmax==0)        {            tempmax = 1;        }        paraDis[i]= (textureArray1[i]-textureArray2[i])*(textureArray1[i]-textureArray2[i])/(tempmax*tempmax);        sumPara += paraDis[i];    }    sumPara =1- sqrt(sumPara)/16;//相似度 值越大相似度越大    return sumPara;}double GetMean(double ar[4])//计算均值，GetGLCM函数中会用到{    double sumValue=0;    for (int i=0;i<4;i++)    {        sumValue += ar[i];    }    return (sumValue/4.0);}double GetVar(double ar[4])//计算方均值，GetGLCM函数中会用到{    double sumValue=0;    for (int i=0;i<4;i++)    {        sumValue += ar[i]*ar[i];    }    return (sumValue/4.0);}int GetTexturePara(CvMat* paraMatri[4],double *texturePara){    double tempArray[4]={  0};    /*static double texturePara[16]={0};*/    int textureNum=0;    for(int paraNum=0;paraNum<8;paraNum++)    {        for (int i=0;i<4;i++)        {            tempArray[i] = cvGetReal1D(paraMatri[i],paraNum);   //矩阵每一列都表示相同纹理参数，只是在不同的角度下而已        }        *(texturePara+textureNum)= GetMean(tempArray);        *(texturePara+textureNum)=GetVar(tempArray) - (*(texturePara+textureNum))* (*(texturePara+textureNum));        textureNum++;    }    return 0;}int GetGLCM(CvMat * ImgMat,double* texturePara)//生成共生矩阵并求出相关的纹理参数{    int i,j,m,n,dim;    double  minvalue = 0.0,maxvalue = 0.0;    int imgWidth,imgHeight;    imgWidth = ImgMat->width;    imgHeight = ImgMat->height;    CvMat* ImgMatUchar = cvCreateMat(imgHeight,imgWidth,CV_8UC1);//图像灰度值范围0-255    cvMinMaxLoc(ImgMat,&minvalue,&maxvalue);//寻找最大值最小值    //--------------------以下两行代码实现图像归一化，将像素值归一化到0-255    cvConvertScale(ImgMat,ImgMat,1,-minvalue);//线性变换转换数组    cvConvertScale(ImgMat,ImgMat,255/(maxvalue-minvalue),0);    cvConvert(ImgMat,ImgMatUchar);    //--------------------为了提高计算速度，必须对图像进行量化------------    for(j=0;j
   
    0)&&(temp == m)&&(CV_MAT_ELEM(*ImgMatUchar,uchar,j-1,i+1) == n))//报错的原因所在，条件判断是有顺序的！                         {                             tempMatValue = cvGetReal2D(CoMatri[1],m,n);                             cvSetReal2D(CoMatri[1],m,n,(tempMatValue+1.0));//统计个数，没遇到一次满足条件的加1                             cvSetReal2D(CoMatri[1],n,m,(tempMatValue+1.0));                         }                            //统计90度灰度共生矩阵                            if (j<(imgHeight-1)&&temp==m&&(CV_MAT_ELEM(*ImgMatUchar,uchar,j+1,i)==n))                         {                             tempMatValue = cvGetReal2D(CoMatri[2],m,n);                             cvSetReal2D(CoMatri[2],m,n,(tempMatValue+1.0));//统计个数，没遇到一次满足条件的加1                             cvSetReal2D(CoMatri[2],n,m,(tempMatValue+1.0));                         }                            //统计135度灰度共生矩阵                            if (i<(imgWidth-1)&&j<(imgHeight-1)&&temp==m&&(CV_MAT_ELEM(*ImgMatUchar,uchar,j+1,i+1)==n))//判断要有顺序，必须是先判断当前元素是否有下一个相邻元素，否则不进行判断                         {                             tempMatValue = cvGetReal2D(CoMatri[3],m,n);                             cvSetReal2D(CoMatri[3],m,n,(tempMatValue+1.0));//统计个数，没遇到一次满足条件的加1                             cvSetReal2D(CoMatri[3],n,m,(tempMatValue+1.0));                         }                        }                    }                    //---------------共生矩阵的对角线上的值------                    if (m == n)                    {                        for (dim =0;dim<4;dim++)//错误之一！！！！ 进入死循环                        {                            double tempMatValue1 = cvGetReal2D(CoMatri[dim],m,n);                            cvSetReal2D(CoMatri[dim],m,n,(tempMatValue1*2));                        }                    }                }            }            // -------------------对共生矩阵进行归一化处理------------------            CvMat * NormalizedMat =cvCreateMat(16,16,CV_64FC1);            for (dim=0;dim<4;dim++)            {                CvScalar sumValue = cvSum(CoMatri[dim]);                cvSet(NormalizedMat,sumValue);//初始化矩阵                cvDiv(CoMatri[dim],NormalizedMat,CoMatri[dim]);//a./b->c 错误2！！！！！            }            //------------------计算共生矩阵的特征能量、熵、惯性矩、相关等--------------            double energy[4] = {  0};//能量            double entropy[4] = {  0};            double angleMoment[4] ={  0};            double inertia[4] = {  0};            double localSmooth[4] ={  0};//局部平稳            double Pmax[4] ={  0};//最大概率            double DIS[4] = {  0};//相异            double DifEntropy[4] = {  0};//差熵            double SumEntropy[4] = {  0};//和熵            double SumIndexVal= 0;            double DifIndexVal = 0;            double IndexVal[2*16-1] ={  0};//用于存储以x+y=k为下标的共生矩阵中的值            double IndexValDif[16] ={  0};//用于存储以|x-y|=k为下标的共生矩阵中的值            double sumVar[4] = {  0};//和熵的方差            double difVar[4] = {  0};//差熵的方差            //相关性中的均值            //由于共生矩阵为对角阵，各个行与列的均值相等            double dMean = 0.0;//求每一列或者行的均值            double dSum[16] = {  0.0};//记录每个行或者列的和            double dStdDev = 0.0;//求每一列或者行的方差            double correlation[4]={  0};            CvMat * matEnergy[4];            CvMat* matEntropy[4];            CvScalar tempEnergy[4];            for(dim=0;dim<4;dim++)            {                matEnergy[dim] = cvCreateMat(16,16,CV_64FC1);                cvMul(CoMatri[dim],CoMatri[dim],matEnergy[dim]) ;                tempEnergy[dim] = cvSum(matEnergy[dim]);                energy[dim] = tempEnergy[dim].val[0];            }            for (dim=0;dim<4;dim++)            {                Pmax[dim]=0;                for (i=0;i<16;i++)                {                    for (j=0;j<16;j++)                    {                        double tempEntropy = cvGetReal2D(CoMatri[dim],i,j);                        if (tempEntropy != 0)                        {                            entropy[dim] += -tempEntropy*log(tempEntropy);//各个角度下共生矩阵的熵                        }                        angleMoment[dim]  += tempEntropy*tempEntropy;//角二阶矩UNI                        inertia[dim] += (double)(i-j)*(double)(i-j)*tempEntropy;//反差或者惯性矩                        localSmooth[dim] += tempEntropy/((double)(i-j)*(double)(i-j)+1);//局部平滑                        DIS[dim] += tempEntropy*abs(i-j);//相异性                        correlation[dim] += (i*j*tempEntropy); //相关的一部分计算                        dSum[i] +=tempEntropy;                        if (tempEntropy>Pmax[dim])//最大概率                        {                            Pmax[dim] = tempEntropy;                        }                    }                }                for (int k=0;k<(16*2-1);k++)//计算和熵                {                    SumIndexVal=0;//注意累加                    for(int g=0;(k<16)&&(g<=k);g++)                 {                     double sumInd= cvGetReal2D(CoMatri[dim],g,k-g);                     if (sumInd>1e-15)                     {                         SumIndexVal +=(-1.0)* sumInd*log(sumInd);                     }                 }                    IndexVal[k] = SumIndexVal; //保存以x+y=k为index的元素值，计算和熵中涉及的参量                }                SumEntropy[dim]=SumIndexVal;//各个角度下的和熵                for(int k=0;k<(16*2-1);k++ )    //计算sum variance                {                    sumVar[dim] += (k-SumEntropy[dim])*(k-SumEntropy[dim])*(IndexVal[k]);//和熵的方差                }                for(int k=0;k<16;k++)//计算差熵             {                 DifIndexVal = 0;                 for (int g=0;g<16;g++)                 {                     //两个if语句用以实现abs(i-j)=k                     if ((g-k)>=0&&(g-k)<16)                     {                         double difIndVal = cvGetReal2D(CoMatri[dim],g,g-k);                         if (difIndVal>1e-15)                         {                             DifIndexVal += (-1.0)*difIndVal*log(difIndVal);                         }                     }                     if ((g+k)>=0&&(g+k)<16)                     {                         double difIndVal = cvGetReal2D(CoMatri[dim],g,g+k);                         if (difIndVal>1e-15)                         {                             DifIndexVal += (-1.0)*difIndVal*log(difIndVal);                         }                     }                 }                 IndexValDif[k] = DifIndexVal;//保存以|x-y|=k为index的元素值，计算差熵中涉及的参量             }                DifEntropy[dim] += DifIndexVal ;// 差熵                for (int k=0;k<16;k++)// 计算差熵的方差                {                    difVar[dim]  += (k-DifEntropy[dim])*(k-DifEntropy[dim])*IndexValDif[k];                }                for (int x=0;x<16;x++)//计算相关中的均值                {                    dMean += (x *dSum[x]);//求均值的两种方法！！！！                }                for (int x=0;x<16;x++)//计算相关中的方差                {                    dStdDev += (x - dMean)*(x-dMean)*dSum[x];//求方差的两种方法！！！！                }                if(abs(dStdDev)>1e-15)//相关性                {                    correlation[dim] += (correlation[dim] - dMean*dMean)/dStdDev;                }                else                {                    correlation[dim]=0;                }            }            //-------------建立一个包含四个角度共生矩阵的五个纹理参数的大矩阵---------------            CvMat *paraMat[4];//共生矩阵四个角度            for (dim=0;dim<4;dim++)//            {                paraMat[dim] = cvCreateMat(1,8,CV_64FC1);//每行里面存放某个角度下对应的5个纹理参数，这个行矩阵时高位1，宽为5，                //所以下面的setReal2D时，注意高度始终为1，对应到其中的参数cvSetReal2D(paraMat[dim],0,0,tempVal);                //第一个始终为0，表示列高，从0开始计算的                cvZero(paraMat[dim]);//初始化矩阵                double tempVal = energy[dim];//将能量参数的四个值                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,0,tempVal);                tempVal = entropy[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,1,tempVal);                tempVal = angleMoment[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,2,tempVal);                tempVal = inertia[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,3,tempVal);                tempVal = localSmooth[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,4,tempVal);                tempVal = correlation[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,5,tempVal);                tempVal = Pmax[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,6,tempVal);                tempVal = DIS[dim];                cvSetReal2D(paraMat[dim],0,7,tempVal);            }            //计算最终参数，即各个参数在不同角度上的均值和方差            //static double *textureArray=NULL;            GetTexturePara(paraMat,texturePara);            /*  return (double*)textureArray;*/            return 0;}double ComputeTextureDiff(IplImage *pImg1,IplImage *pImg2){    double dResult = 0.0;    //--------------图像转换为矩阵做运算-------------------------    IplImage* pGrayImg1= cvCreateImage(cvGetSize(pImg1),pImg1->depth,1);//用于存储灰度图像    IplImage* pGrayImg2= cvCreateImage(cvGetSize(pImg2),pImg2->depth,1);    CvMat* pGrayMat1 = NULL; //图像转换为矩阵进行运算    pGrayMat1 = cvCreateMat(pGrayImg1->height,pGrayImg1->width,CV_64FC1);    CvMat* pGrayMat2 = NULL; //图像转换为矩阵进行运算    pGrayMat2 = cvCreateMat(pGrayImg2->height,pGrayImg2->width,CV_64FC1);    cvCvtColor(pImg1,pGrayImg1,CV_BGR2GRAY); //将彩色图像转换为灰度图像    cvConvert(pGrayImg1,pGrayMat1); //将彩色图像转换为灰度图像,注意必须是pGrayImg进行图像到Mat的转换    cvCvtColor(pImg2,pGrayImg2,CV_BGR2GRAY); //将彩色图像转换为灰度图像    cvConvert(pGrayImg2,pGrayMat2); //将彩色图像转换为灰度图像,注意必须是pGrayImg进行图像到Mat的转换    //compute:    double texturePara1[16],texturePara2[16];    /*double *ptexturePara1,*ptexturePara2;*/    GetGLCM(pGrayMat1,texturePara1);    GetGLCM(pGrayMat2,texturePara2);    dResult = comparePara(texturePara1,texturePara2);    return dResult;}