LBP（局部二值模式）是一種用來描述圖像局部紋理特征的算子，具有旋轉(zhuǎn)不變性和灰度不變性等顯著優(yōu)點(diǎn)。

(1) 原始LBP

原始的LBP算子定義在一個(gè)3*3的窗口內(nèi)，以窗口中心像素為閾值，與相鄰的8個(gè)像素的灰度值比較，若周圍的像素值大于中心像素值，則該位置被標(biāo)記為1，否則標(biāo)記為0.可以得到一個(gè)8位二進(jìn)制，將這個(gè)值作為窗口中心像素點(diǎn)的LBP值，來反映這個(gè)3*3區(qū)域的紋理信息。LBP記錄的是中心像素點(diǎn)與領(lǐng)域像素點(diǎn)之間的差值，所以當(dāng)光照變化引起像素灰度值同增同減時(shí)，LBP變化并不明顯，可以認(rèn)為L(zhǎng)BP對(duì)于光照變化不敏感，LBP檢測(cè)的僅僅是圖像的紋理信息，因此，進(jìn)一步還可以將LBP做直方圖統(tǒng)計(jì)，這個(gè)直方圖可以用來作為紋理分析的特征算子。

?數(shù)學(xué)公式：

其中，p表示3*3窗口中除中心像素點(diǎn)外的第p個(gè)像素點(diǎn)，I（c）表示中心像素點(diǎn)的灰度值，I(p)表示領(lǐng)域內(nèi)第p個(gè)像素點(diǎn)的灰度值。

(2) 圓形LBP

為了適應(yīng)不同尺度的紋理特征，并達(dá)到灰度和旋轉(zhuǎn)不變性的要求，將3*3領(lǐng)域擴(kuò)展到任意領(lǐng)域，并用圓形領(lǐng)域代替正方形領(lǐng)域，改進(jìn)后的LBP算子在半徑為R的圓形領(lǐng)域內(nèi)有任意多個(gè)像素點(diǎn)。假設(shè)半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)含有P個(gè)采樣點(diǎn)的LBP算子：

p=16，R=2時(shí)，圓形邊界上的點(diǎn)可能不是整數(shù)或者正好落在某個(gè)格子內(nèi)，可能位于交界處，可以使用雙線性插值法來計(jì)算該點(diǎn)的像素值。

?其中，p表示圓形區(qū)域中總計(jì)P個(gè)采樣點(diǎn)中的第p個(gè)采樣點(diǎn)，I（c）表示中心像素的灰度值，I（p）表示圓形邊界像素點(diǎn)中第p個(gè)點(diǎn)灰度值。總共有p個(gè)點(diǎn)在圓形邊界上，點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算：

(3) 旋轉(zhuǎn)不變LBP

從原始LBP的定義來看，LBP算子是灰度不變的，但不是旋轉(zhuǎn)不變的，圖像旋轉(zhuǎn)的話就會(huì)得到不同的LBP值。提出具有旋轉(zhuǎn)不變性的LBP算子，即不斷旋轉(zhuǎn)圓形領(lǐng)域得到一系列初始定義的LBP值，取其最小值作為該領(lǐng)域的LBP值。

?在于對(duì)LBP的結(jié)果進(jìn)行二進(jìn)制編碼，并做循環(huán)位移，取所有結(jié)果中最小的那個(gè)值：

def value_rotation(num): value_list = np.zeros((8), np.uint8) temp = int(num) value_list[0] = temp for i in range(7): temp = ((temp << 1) | (temp / 128)) % 256 value_list[i+1] = temp return np.min(value_li

(4) 均勻模式LBP

對(duì)于半徑為R的圓形區(qū)域內(nèi)含有P個(gè)采樣點(diǎn)，會(huì)有2P-1種模式。很顯然，隨著采樣點(diǎn)數(shù)P的增加，二進(jìn)制模式的種類是呈指數(shù)趨勢(shì)增長(zhǎng)的。盡可能少且具有代表性的特征，因此需要對(duì)LBP得到的二進(jìn)制模式種類進(jìn)行降維，使用更少的數(shù)據(jù)量來最好地表示圖像的信息，這種降維的方法就是uniform LBP。限制一個(gè)二進(jìn)制序列從0到1或1到0的跳變次數(shù)不超過2次。模式數(shù)量從原來的2P種減少為P(P-1)+2種，其中P表示領(lǐng)域集內(nèi)的采樣點(diǎn)數(shù)。

?目的就是統(tǒng)計(jì)二進(jìn)制數(shù)的跳變次數(shù)，跳變次數(shù)小于等于2，則各自代表一類，跳變次數(shù)大于2的所有情況歸為一類。

(5) 均勻模式+旋轉(zhuǎn)不變模式LBP

先計(jì)算跳變次數(shù)：

跳變次數(shù)小于等于2，則各自代表一類，跳變次數(shù)大于2的所有情況歸為一類。得到的結(jié)果設(shè)為L(zhǎng)BPuniP,R，再對(duì)其二進(jìn)制編碼做循環(huán)移位，求出最小值。

?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的(九) LBP特征提取的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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