Текстура зображення
Тексту́ра зобра́ження (Image texture) являє собою набір метрик, розрахованих при обробці зображення, призначених для кількісного визначення текстури. Текстура зображення дає нам інформацію про просторове розташування кольору або інтенсивності в зображенні або вибраної області зображення.
Визначення текстури[ред. | ред. код]
Текстура є важливим елементом людського зору. Характеристики текстури використовуються для опису вмісту безлічі природних зображень, таких як, хмари, листи, тканини. І хоча людське око легко розпізнає текстуру, важко дати її формальне визначення[1]. Тому пропонується розглядати текстуру як сукупність таких властивостей:
- текстура використовується для опису змін яскравості деякого фрагмента зображення
- текстура складається з безлічі структурних елементів — текстонів (текстурних примітивів[2]), розмір яких незначний у порівнянні з розмірами фрагмента, текстурні ознаки якого аналізуються
- у межах зображення фрагменти текстури (текстони) — однорідні одиниці, що мають приблизно однакову форму у всій текстурній області[3]. Текстони мають деяку регулярність і випадковість.
Якісно текстуру можна описати розміром її фрагмента (зерна). Розмір зерна зв'язаний з періодом просторової повторюваності локальної структури. Великий розмір зерна відповідає великій текстурі, а малий — дрібної. Очевидно, що цей параметр недостатній для кількісного опису текстури, але його можна використовувати для оцінки напрямку, у якому повинні змінюватися текстурні ознаки, тобто малі чисельні значення ознак повинні відповідати відносно дрібній текстурі, а більші значення — більш великій.
Види текстури[ред. | ред. код]
Текстура зображення може бути створена штучно або знайдена у природі.
Штучні текстури[ред. | ред. код]
Штучні структури — це структури з графічних знаків, розташованих на нейтральному фоні. Такими знаками можуть бути відрізки лінії, літери і цифри.
Природні текстури[ред. | ред. код]
Природні текстури, згідно з їхньою назвою, це зображення природних сцен, що містять майже періодичні структури. Як природні текстури можуть виступати фотографії цегельних стін, пісок, трава.
Аналіз структурних характеристик зображень[ред. | ред. код]
Аналіз текстурних ознак прийнято проводити на рівні об'єктів однорідної текстури. Тобто вихідними даними для процедури розрахунку текстурних характеристик можуть бути як зображення окремих текстур, так і «неоднорідні» зображення, що містять об'єкти з різними текстурними характеристиками. У випадку роботи з другим типом зображень, необхідно проведення попередньої кластеризації зображень на окремі однорідні регіони (області).
Виходячи з вищенаведеного визначення, текстура характеризує яскраві зміни фрагментів зображення. Через це, перед виділенням текстурних ознак зображення, необхідно зробити конвертування набору його стандартних колірних характеристик (звичайно це характеристики колірного простору RGB) у набір характеристик яскравості[4]. Треба підкреслити, що одні методи виділяють кількісні ознаки текстури, використовуючи тільки набір характеристик яскравості, інші ж методи поряд з цими складовими кольору використовують і хроматичні складові[5].
Отримана в результаті конвертування матриця характеристик яскравості обробляється методом текстурного аналізу, а знайдені в результаті обробки характеристики використовуються як параметри класифікації або сегментації текстур.
Достовірність класифікації текстур об'єктів відповідно до деяких текстурних параметрів і прийнято використовувати як основний критерій якості текстурних характеристик.
Методи опису структурних зображень[ред. | ред. код]
Текстура зображення є одним із способів, які можуть бути використані, щоб досягти сегментації або класифікації зображення на основі їх вмісту. Для аналізу текстури зображення в комп'ютерній графіці, є два підходи до цього питання: структурний і статистичний.
Структурний підхід[ред. | ред. код]
Структурний підхід представляє зображення текстури у вигляді набору примітивних текселів згідно з деяким зразком. Це добре працює при аналізі штучних текстур. Отримати структурний опис характеристики просторового співвідношення текселів, можна на основі Діаграма Вороного текселів.
Статистичний підхід[ред. | ред. код]
Статистичний підхід представляє зображення текстури як кількісної міри розташування інтенсивності кольору в обраній області. У загальному підході такий підхід легше обчислюється і більш широко використовується, тому що природні текстури зроблені з моделей нерегулярних піделементів.
Сегментація текстури[ред. | ред. код]
Використання текстури зображення може бути використано як опис для множини на сегменти. Є два основних типи сегментації які беруть за основу текстуру зображення: регіональні і граничні. Текстура зображення не є ідеальною мірою для сегментації, тому цей підхід використовується поряд з іншими, такими як колір, що допоможе виконати сегментацію в зображенні краще.
Регіональна сегментація[ред. | ред. код]
Спроба групувати або кластеризувати пікселі, на основі текстурних властивостей разом.
Гранична сегментація[ред. | ред. код]
Спроба групувати або кластеризувати пікселі, на основі ребер між пікселями, які визначаються різними властивостями текстури.
Примітки[ред. | ред. код]
- ↑ Маепраа Т., The Local Binary Pattern Approach to Texture Analysis -Extensions and application, OULU, 2003, p. 78.
- ↑ Chen C.H., Pau L.F., Wang P.S.P, The Handbook of Pattern Recognition and Computer Vision (2nd Edition), World Scientific Publishing Co., 1998, pp. 207248.
- ↑ Прет У. Цифрова обробка зображень. — М: Світ, 1982. — Кн. 2 — 480 с.
- ↑ Indexing Color-Texture Image Patterns, Imaging and Vision Laboratory, 2002
- ↑ Pietikainen M., Маепраа Т., Viertola J., Color Texture Classification with Color Histograms and Local Binary Patterns, Proc. 2nd International Workshop on Texture Analysis and Synthesis, June 2002, Copenhagen, Denmark, pp.