纹理研究及其应用综述

纹理广泛存在于自然界中,是物体表面的一种基本属性.研究纹理有着重要的理论和应用价值.介绍了从纹理的定义、特征、分析方法等几个方面的纹理研究现状,并给出了纹理的几个热点应用领域.     

纹理研究综述

纹理精确定义困难,但存在被广泛认同的性质。结构法、统计法、频谱法和模型法是常用的纹理研究方法。结构法从纹理的基元形态及其排布规则角度分析,适用于研究规则纹理;统计法从宏观角度对纹理进行统计分析,适用于随机纹理;频谱法利用频域信号处理方法分析纹理的数字特征;模型法将纹理看做某种数学模型进行分析。纹理研究已广泛应用于军事、工业、农业、医疗等方面。为此,从定义、特征、研究方法、应用领域几个方面对纹理的研究现状进行了论述。     

纹理特征提取方法综述

图像纹理特征提取是图像纹理分类与分割的基础,广泛应用于医学图像、遥感图像等领域。对近期的主流纹理特征提取方法以及融合方法进行了分析与总结,并探讨了纹理特征提取方法未来的研究方向。首先详细介绍了12个主流的公开纹理数据集的特点及其适用场景;接着总结了近几年出现的一些纹理特征提取方法,并根据特征融合方式从多个角度对纹理特征融合方法进行了分类介绍;最后总结了纹理特征提取存在的难点和挑战,并对未来的纹理特征提取方法研究方向进行思考和讨论。     

基于灰度共生矩阵的纹理特征提取①

纹理广泛存在于自然界中,是物体表面最本质的属性。纹理分析技术一直是热门的研究领域,纹理特征提取作为纹理分析的首要任务更是人们研究的焦点。针对五种木材纹理提出了用灰度共生矩阵的方法提取纹理特征,通过MATLAB仿真实现,结果表明由灰度共生矩阵产生的四个纹理特征能有效的描述木材的纹理特征,具有较好的鉴别能力。     

空间灰度相关图象纹理分割方法

本文给出了图象纹理分割的空间灰度相关法(SGLDM)中四个描述性强的纹理特征。定义了纹理特征矢量。在此定义基础上,给出了一种新的图象纹理分割方法。最后以四幅分割难度较大的纹理图象实验,说明利用四种纹理特征的方法可以有效地对纹理子图案非随机旋转的图象进行纹理分割。     

一类新的纹理谱描述子

在纹理元的基础上提出了一类新的纹理谱描述子,新的纹理谱描述子在3个方面作了改进：将像素的灰度差量化为4个值;量化区间根据纹理对比度自动确定,并保证量化值具有灰度线性不变性;利用相关性弱的8邻域像素构建纹理谱描述子,从而降低了纹理谱维数。定义了基于新的纹理谱描述子的光照、旋转不变性纹理特征。利用该特征对Outex纹理进行光照、旋转不变性分类,分类准确率高于基于局部二值模式的光照、旋转不变性纹理特征。     

纹理谱在雷达图像非监督纹理分类中的应用

基于Ｄ．Ｃ．ＨｅａｎｄＬ．Ｗａｎｇ提出的纹理单元、纹理谱的概念，对雷达图像进行了纹理谱非监督纹理分类的试验研究。结果表明这种纹理谱非监督纹理分类算法应用于雷达图像，其效果令人满意。     

纹理相似性度量研究及基于纹理特征的图像检索

纹理相似性研究是纹理合成和基于内容检索研究中的一个重要组成部分.在相似性 判断中,采用与人类视觉感知相对应的纹理特征,将比使用其他无明确含义的纹理特征,对 系统的进一步改善有着更为重要的指导意义.在Tamura,Amadasun和Haralick等人提出的 纹理特征的基础上分析了与人类视觉特征有较为明确对应关系的19个纹理特征,不同纹理 之间的相似性由这19个纹理特征构成的归一化特征向量之间的加权欧氏距离决定.对大量 纹理图像的相似性进行了度量,实验结果表明所选的纹理特征有较强的描述能力.使用了主 成分分析算法来压缩特征向量的维数,结果表明,6维特征主分量已经可以给出较好的纹理相 似性度量.     

基于样图的纹理合成技术研究

基于样图的纹理合成方法是继纹理映射、过程纹理合成方法后发展起来的一种纹理技术,用于解决传统方法中出现的缝隙、扭曲、变形和参数调整等问题。在大规模场景的生成以及真实感图形绘制和非真实感绘制、计算机动画等方面具有广泛的应用前景;同时对图像编辑、数据压缩、网络数据的快速传输也有一定的指导意义。该文首先简要回顾了纹理技术的发展历程,总结出基于样图的纹理合成技术的基本原理,从基于Markov模型、侧重逼真显示、任意曲面等几个方面,对基于样图的纹理合成技术进行了较全面的总结和分析,对该领域未来的研究和应用前景做出了有益的探讨。     

纹理图像混合

基于样本的纹理合成方法是继纹理映射和过程纹理合成等方法后发展起来的一种纹理拼贴方法,而在已有的算法中,绝大多数算法只能处理单纹理样本的合成.提出了一种新颖的可处理两个纹理样本的纹理混合方法.首先用点匹配的方法获得两个样本纹理图像混合的最佳位置,然后应用最大流原理进行混合.本算法可以自动在最佳的位置进行最佳的纹理混合.实验结果表明,该方法可获得比较理想的混合效果.     

一种新的图像纹理表示方法

该文基于纹理元直方图导出了纹理的新表示方法,并根据正交镜像滤波器的小波变换能量的转换和量化来定义纹理元。此种,给出了数种小波纹理特征集的实验评价,此方法具有将Brodatz纹理分类的极好性能。同时还研究了数种考虑近似旋转不变性或比例不变性的变换。最后,引入了生成纹理直方图和形成二进制纹理集的特征空间的过程,而且纹理直方图和二进制纹理集的特征空间与颜色直方图是对称的。获得纹理的这些表示旨在为度量纹理的相似性和从图像中抽取纹理区域。     

小波变换在图像纹理分析中的研究进展

小波变换为图像纹理分析提供了一种基于多尺度、集频谱、结构和统计方法于一体的综合分析方法,该方法在纹理特征的提取、分类和分析中的有效性已受到有关研究人员的重视。为了使人们对这一方法有一个较全面的了解,文章对基于小波变换的图像纹理分析的研究与进展情况进行了较系统的论述,首先简要介绍了纹理的定义和主要描述方法,阐述了用小波变换提取图像纹理特征的基本原理和方法,然后从小波分解的实现方法——金字塔结构算法(PWT)和树状结构算法(TWT)两个方面,分析了近年来国内外小波分析方法在图像纹理分析中的应用研究和方法,最后提出了一些看法和建议。     

Method of Direct Texture Synthesis on Arbitrary Surfaces

A direct texture synthesis method on arbitrary surfaces is proposed in this paper. The idea is to recursively map triangles on surface to texture space until the surface is completely mapped. First, the surface is simplified and a tangential vector field is created over the simplified mesh. Then, mapping process searches for the most optimal texture coordinates in texture sample for each triangle, and the textures of neighboring triangles are blended on the mesh. All synthesized texture triangles are compressed to an atlas. Finally, the simplified mesh is subdivided to approach the initial surface. The algorithm has several advantages over former methods: it synthesizes texture on surface without local parameterization; it does not need partitioning surface to patches; and it does not need a particular texture sample. The results demonstrate that the new algorithm is applicable to a wide variety of texture samples and any triangulated surfaces.     

适用于曲面的纹理映射方法研究

作为纹理映射技术应用于规则和不规则曲面的3种算法,即球面整体纹理映射算法、球面局部纹理映射算法以及投影映射算法在纹理映射的研究中具有重要的意义。该文通过两种球面纹理映射算法进行比较,从球面纹理不变形准则出发,分析了这两种算法的优缺点,并且采用基于调和映射的方法,实现了可应用于不规则曲面映射的投影映射方法。     

动态网络分析视角下的纹理分析与分类应用研究

基于Backes Andre Ricardo等人提出的"构造伴生动态演化网络"、生成"高维解释向量"的纹理图片分类法,研究了Kylberg纹理图像库的分类问题.通过将数据集图片样本进行二次分割以减少该算法预处理计算量、提出了构建纹理网络时的"网络顶点随机化、抽样采集"策略,该思路可进一步减少算法的时间开销.该类纹理图片数据高维几何数字特征的提取流程易于实现,扩展了原算法的适用范围.数值结果表明算法对旋转操作、噪声干扰具有一定的鲁棒性,具备一定潜在应用前景.     

乌镇转船湾及周边古街区保护与更新的研究

肌理的研究对于旧城保护有着重要的指导作用。在历史街区的保护与更新中,肌理形式是否能够体现当地地域特征的,是成功的条件之一。本文以乌镇转船湾及周边古街区的肌理特点为主要的研究对象,探讨肌理研究对古街区保护与更新的作用和具体的应用方法。     

应用分段遗传算法的视频纹理合成算法

通过对视频纹理定义的分析,将视频纹理合成转化为一个优化组合问题。提出一种应用分段遗传算法的视频纹理合成算法,采用分段遗传算法,对有限长度的源视频进行加工,得到可无限播放的连续视频序列。算法采用更适当的相似性尺度和测量准则,省去了大量复杂的对源视频的预处理,分段的搜索策略只需要用很少的遗传代数即可快速合成出质量很高的视频纹理。与现有的视频纹理合成方法比较,该算法具有较小的计算复杂度,在合成的速度和质量上都有所提高。另外,实验结果给出了种群大小以及最大遗传代数对合成质量和速度的影响。