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區域性影象描述(weber local descriptor)

一、韋伯定律介紹     

      在黑色的紙上用白色的筆寫字比用深色的筆寫字更容易被看清,這是因為這種刺激達到了一定的閾值,從而引起了我們的感官刺激。韋伯定律是心理學上描述這一現象的定律(剛薩雷斯的數字影象基礎書中,第23頁有簡短描述),後被引入到影象處理領域(即weber local descriptor,以下簡稱WLD)。韋伯定律的公式為:

分子表示刺激的增量,分母表示刺激原值,其比值k是常數。

二、WLD方法及其實現過程

      WLD由兩個部分組成,分別是差分激勵( differential excitation)和方向(orientation)。

      差分激勵由中心畫素與周圍畫素強度的差異以及中心畫素強度組成,分別由f00和f01濾波器得出。方向分為豎直方向和水平方向,由f10和f11濾波器得出。

      差分激勵公式:

      方向公式:

      利用以下公式劃分幾個主方向,本文主方向T=8

                                                       

      得到二維直方圖,橫軸表示方向,縱軸表示差分激勵。每個小矩形表示在該方向下所在差分激勵區間畫素的數量,數量不同,顏色不同。

下圖是WLD直方圖得到的過程


1、在每個主方向上差分激勵子直方圖,得到H0至H(T-1);

2、將H(k)分成M個子區間,即l(m),m=0,...,M-1,將H(k)中的l(m)對應放置在t=k和m=i處;(想象一下矩陣的轉置)

3、將m=i的一行子直方圖拼接成一個直方圖,即H(i);

4、將H(i)組合成一個直方圖,即WLD直方圖。

      WLD直方圖可用於後續分類,本文利用支援向量機方法。

三、WLD對於光照變化的魯棒性原因

       當分子值很小時(即中心畫素與鄰域畫素差值小,可理解為物體與背景灰度差距小),該比值仍有機會大於某閾值,從而被檢測物體被成功提取。

參考論文:WLD: A Robust Local Image Descriptor