分析圖象紋理的裝置及其方法

2023-09-18 20:57:35 1

專利名稱：分析圖象紋理的裝置及其方法
技術領域：
本發明涉及一種用於分析圖象信息的裝置，更具體地，涉及分析圖象的紋理信息(texture information)的裝置及其方法。
背景技術：
在分類和檢測圖象中，靜止圖象的紋理信息是重要的。在引入其中應用了基於目標的壓縮的MPEG-4以後分類各目標中，紋理信息是重要的。參照

圖1，用於從圖象中檢測紋理信息的裝置接收靜止圖象並利用Garbor過濾單元執行過濾。Garbor過濾單元是由許多過濾器組成的，這些過濾器具有基於特性標度和取向的預定係數值。例如，Garbor過濾單元通過組合4種標度和6種取向可以由24個過濾器組成。即，一個輸入圖象被具有不同標度和取向係數值的24個過濾器進行過濾。因此，獲得由具有不同過濾係數值的過濾器過濾的24個圖象。一個平均值和偏差值計算器從經過濾的24個圖象中計算平均值和偏差值。這樣的平均值和偏差值表示圖象中的一種關係，並且可以被用於分析圖象的紋理信息。
但是，因為該裝置從經過濾的圖象中提取平均值和偏差值，它可以提取該紋理具有的調整度(degree of regulation)信息，但它不能在細節上分析該紋理的取向和周期性。
發明描述為了解決上述問題，本發明的一個目的是提供一種分析圖象紋理信息並能在細節上分析紋理的取向和周期性的裝置。
本發明的另一個目的是提供一種分析圖象紋理信息的方法，利用該方法能夠在細節上分析紋理的取向和周期性。
因此，為了實現第一個目的，提供一種用於在接收圖象後分析圖象紋理信息的裝置，該裝置包括一個過濾單元，通過利用具有不同過濾係數的過濾器過濾一個由M行×N列的多個象素組成的靜止圖象；X軸投影裝置，用於相關於經過濾的多個圖象，對每行計算N個象素一行的灰度級平均值；和Y軸投影裝置，用於相關於經過濾的多個圖象，對每列計算M個象素一列的灰度級平均值。
最好是，該裝置還包括用於相關於多個經過濾的圖象產生表示從X軸投影裝置和Y軸投影裝置輸出的灰度級平均值的灰度級平均值趨勢的圖形的圖形發生裝置；用於存儲各圖形的圖形存儲裝置；和用於利用各圖形分析該圖象的紋理信息的紋理信息分析裝置。
紋理信息分析裝置最好是，利用由形狀、峰值、和圖形的周期性組成的一組特徵中的一個或利用這些特徵的組合分析圖象的紋理信息。該過濾單元最好是包括通過綜合各種不同標度係數和不同取向係數構成的各個過濾器的Garbor過濾器。
為了解決第二個目的，提供一種接收圖象後分析紋理信息的方法，該方法包括以下步驟讀出一個包含M行×N列象素的靜止圖象的步驟；利用具有不同過濾係數的過濾器過濾該靜止圖象並輸出多個圖象的步驟；用於對每行相關於經過濾的多個圖象計算N個象素一行的灰度級平均值的X軸投影步驟；用於對每列相關於經過濾的多個圖象計算M個象素一列的灰度級平均值的Y軸投影步驟；產生表示相關於從在X和Y軸投影步驟獲得的灰度級平均值的多個經過濾的圖形的灰度級平均值的變化的圖形的步驟；存儲各個圖形的步驟；和利用各圖形分析圖象紋理信息的紋理信息分析步驟。
圖面簡要說明通過參照附圖對本發明的優選實施例的詳細描述，本發明的上述目的和優點將變得更清楚，其中圖1是表示用於分析圖象紋理信息的傳統裝置的結構的框圖；圖2是表示按照本發明一個實施例分析圖象紋理信息的設備的結構的框圖；圖3表示關於由M×N個象素組成的一個靜止圖象的執行X和Y軸投影的處理；圖4是作為關於一個靜止圖象執行X軸投影的結果的一個例子在各行中顯示灰度級平均值的圖形；圖5是作為關於一個靜止圖象執行Y軸投影的結果的一個例子在各列中顯示灰度級平均值的圖形；圖6顯示關於各靜止圖象的X和Y軸投影圖形的例子；圖7是顯示用於按照本發明的一個實施例分析圖象紋理信息的方法的主要步驟的流程圖；本發明的最好實施方式下文將參照附圖詳細描述按照本發明的分析圖象紋理信息的裝置的實施例和方法。
圖2是顯示按照本發明一個實施例分析圖象紋理信息的裝置的結構的框圖。參照圖2，分析圖象紋理信息的裝置包括過濾單元20和投影單元22。投影單元22包括X軸投影單元222和Y軸投影單元224。
現在將描述分析圖象紋理信息的裝置的操作。
首先，將包含N×M象素的靜止圖象輸入到過濾單元20。最好是利用曾參照圖1描述過的包括通過組合不同標度和取向構成的各過濾器的Garbor過濾器或類似過濾器作為過濾單元20，以便清楚地區別經過濾圖象的取向和周期性。例如，當用於過濾的組合的過濾器數是K時，從該過濾單元輸出經過濾的圖象11到1K。輸出的經過濾的圖象如同輸入到過濾單元20靜止圖象一樣包括N×M象素。經過濾的圖象的數量等於關於輸入圖象的組合過濾器的數量K。另外，正如本專業的技術人員公知的那樣，過濾單元20可以僅包括具有不同標度係數值的各過濾器或者具有不同取向係數值的各過濾器。過濾單元的變化並不限制由後附的權利要求書所限定的本發明的範圍。
過濾的圖象11到1K被順序地輸入到投影單元。各自的圖象被在X軸投影單元222和Y軸投影單元224進行投影。圖3描述執行關於包含M×N象素的靜止圖象的X和Y軸投影的處理。將參照圖2和3描述執行的X和Y軸投影的處理。首先，將描述在各經過濾圖象11到1K中的投影第一圖象11的處理。X軸投影單元222接收經過濾的包含N×M象素的圖象11並對每行計算在一行中N個象素的灰度級平均值AVG_H1到AVG_HM。因此，關於第1行獲得灰度級平均值AVG_H1，關於第2行獲得灰度級平均值AVG_H2，和關於第M行獲得灰度級平均值AVG_HM。與此類似，Y軸投影單元224接收經過濾的包含N×M象素的圖象11並對每列計算在一列中M個象素的灰度級平均值AVG_V1到AVG_VN。因此，關於第1列獲得灰度級平均值AVG_V1，關於第2列獲得灰度級平均值AVG_V2，和相對於第N列獲得灰度級平均值AVG_VN。
圖形發生單元24從X軸投影單元222接收關於X軸投影的灰度級平均值AVG_H1到AVG_HM和從Y軸投影單元224接收關於Y軸投影的灰度級平均值AVG_V1到AVG_VM，並產生表示關於每行和列的灰度級平均值變化的圖形。即，關於一個經過濾的圖象產生兩個圖形(X軸投影圖形和Y軸投影圖形)。圖4和5以關於該靜止圖象執行X和Y軸投影結果的一個例子的圖形方式表示關於各行和各列的灰度級平均值。因為在數量上等於關於一個輸入圖象的過濾器的組合數量K的經過濾圖象被從過濾單元20輸出，所以關於一個圖象，圖形發生裝置24產生2×K個投影圖形。
圖形存儲單元26存儲從圖形發生單元24輸出的X軸投影圖形和Y軸投影圖形。圖6表示關於存儲在圖形存儲單元26中的每個靜止圖象的X和Y軸投影圖形的例子。參照圖6，注意關於一個圖象存儲2×K個投影圖形。
存儲的圖形具有對應於用於過濾的過濾器的特徵的特性。將描述過濾單元20是Garbor過濾器的情況。當一個圖象包括具有各對應於水平取向預定距離的標度的各個線時，在從具有水平取向和對應於預定距離的過濾係數的過濾器輸出的經過濾的圖象中，對應於該預定距離的峰值是高的。但是，在具有精密垂直取向的過濾器中，沒有顯示出峰值。如上所示，當輸入圖象與不同過濾係數匹配時，包括唯一峰值、周期性、或形狀的特徵顯示在投影圖形上。
紋理信息分析單元2 8通過分析這樣一些特徵分析輸入圖象的紋理信息。紋理信息分析單元28可以利用包括X和Y軸投影圖形的形狀、峰值、和周期性的一組特徵中的一個特徵進行分析紋理信息。但是，最好是利用這些特徵的組合分析紋理信息，以便獲得綜合的信息。
圖7是表示按照本發明的一個實施例的用於分析圖象紋理信息的方法的主要步驟的流程圖，現將描述如下。首先，讀出並過濾包含M行×N列象素的一個靜止圖象(步驟73)。因此，獲得對應於具有不同過濾係數的過濾器數量的多個經過濾的圖象。例如，當用於過濾的組合的過濾器數量是K時，獲得K個經過濾的圖象。關於經過濾的多個圖象的每一個，對每行執行用於計算N個象素一行的灰度級平均值的X軸投影。關於經過濾的多個圖象的每一個，對每列執行用於計算M個象素一列的灰度級平均值的Y軸投影(步驟74)。因此，參照圖2描述，關於第1行獲得灰度級平均值AVG_H1，關於第2行獲得灰度級平均值AVG_H2，和關於第M行獲得灰度級平均值AVG_HN，另外，相對於第1列獲得灰度級平均值AVG_V1，相對於第2列獲得灰度級平均值AVG_V2，和相對於第N列獲得灰度級平均值AVG_VN。
關於多個經過濾的圖象，產生表示從X和Y軸投影步驟獲得的灰度級平均值的灰度級平均值變化的各個圖形(步驟75)。因為在過濾步驟73關於一個輸入圖象獲得對應於組合的過濾器數K的各個經過濾的圖象，在圖形產生步驟75中，關於一個圖象產生2×K個投影圖形。產生的圖形被存儲在預定存儲器(步驟76)。參照圖2按照上述的方法，利用這些圖形分析圖象的紋理信息(步驟77)。
按照本發明的方法和設備利用投影到X和Y軸的圖形，並且不利用通過過濾獲得的數據信息的平均和標準偏差，使得有可能描述紋理的取向和周期性。因此，有可能通過利用投影圖形分析紋理信息，詳細地分析紋理的取向和周期性。
另外，按照本發明的分析圖象紋理信息的方法可以寫為可以在計算機上執行的程序。該方法可以通過從計算機使用的介質裝入該程序在普通的計算機上實現。不同的介質包括諸如軟盤和硬碟之類的磁記錄介質；諸如CD-ROM或DVD之類的光記錄介質和通過網際網路傳輸的載波。另外，這樣的功能性程序、各種碼、和碼段可以很容易地由本發明屬於的技術領域的編程員進行評估。
工業實用生按照本發明的分析圖象紋理的方法及其裝置，有可能在提取紋理信息中描述紋理的取向和周期性。
權利要求
1.一種在接收圖象後分析圖象紋理信息的裝置，包括過濾單元，用於使用具有不同過濾係數的過濾器過濾具有M行×N列的多個象素的靜止圖象，該過濾單元輸出多個圖象；X軸投影裝置，用於對經過濾的多個圖象的每行，計算一行N個象素的灰度級平均值；和Y軸投影裝置，用於對經過濾的多個圖象的每列，計算一列M個象素的灰度級平均值。
2.如權利要求1所述的裝置，還包括圖形發生裝置，用於對多個經過濾的圖象，從X軸投影裝置和Y軸投影裝置輸出的灰度級平均值，產生表示灰度級平均值趨勢的圖形；圖形存儲裝置，用於存儲各個圖形；和紋理信息分析裝置，用於利用各個圖形分析圖象的紋理信息。
3.如權利要求2所述的裝置，其中紋理信息分析裝置利用包括圖形的形狀、峰值、和周期性的一組特徵中的一個特徵或利用這些特徵的組合分析圖象的紋理信息。
4.如權利要求1或3所述的裝置，其中過濾單元是包括通過組合不同標度係數和不同取向係數構成的多個過濾器的Garbor過濾器。
5.一種在接收圖象後分析圖象紋理信息的方法，包括讀出包括M行×N列象素的靜止圖象的步驟；利用各個具有不同過濾係數的過濾器過濾該靜止圖象並輸出多個圖象的步驟；用於對經過濾的多個圖象的每行計算一行N個象素的灰度級平均值的X軸投影的步驟；用於對經過濾的多個圖象的每列計算一列M個象素的灰度級平均值的Y軸投影的步驟；利用在X和Y軸投影步驟獲得的灰度級平均值，產生表示多個經過濾的圖象的灰度級平均值變化的圖形的步驟；存儲各個圖形的步驟；和利用各個圖形分析圖象的紋理信息的紋理信息分析步驟。
6.如權利要求5所述的方法，其中紋理信息分析步驟包括利用包含圖形的形狀、峰值、和周期性的一組特徵中的一個特徵或利用這些特徵的組合分析圖象的紋理信息的步驟。
7.如權利要求5或6所述的方法，其中利用通過組合不同標度係數和不同取向係數構成的多個過濾器的Garbor過濾器執行過濾步驟。
全文摘要
提供一種用於分析圖象紋理信息的裝置及其方法。分析圖象紋理信息的裝置包括:用於利用具有不同過濾係數的各過濾器過濾包含M行xN列的多個象素的靜止圖象的過濾單元;用於關於經過濾的多個圖象,對每行計算一行N個象素的灰度級平均值的X軸投影器;和用於關於經過濾的多個圖象,對每列計算一列M個象素的灰度級平均值的Y軸投影器。可能在提取紋理信息中描述紋理的取向和周期性。
文檔編號H04N5/14GK1339141SQ00803530
公開日2002年3月6日 申請日期2000年3月13日 優先權日1999年3月19日
發明者申鉉枓, 崔良林 申請人:三星電子株式會社