基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別

王海燕

摘要 圖像模式識(shí)別主要用于在短時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)識(shí)別海量的圖像信息并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)分類。由于圖像像素點(diǎn)當(dāng)中的RGB值變化具有明顯的規(guī)律性，因此也使得圖像顏色會(huì)出現(xiàn)漸變特征。在這一背景下，本文將結(jié)合相關(guān)研究文獻(xiàn)，嘗試提出一種基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別算法，并結(jié)合具體算法案例以有效驗(yàn)證本文所提識(shí)別算法具有良好的可行性和應(yīng)用性。

【關(guān)鍵詞】二次曲面擬合 圖像 顏色漸變

通常在二次曲面擬合的圖像顏色漸變中存在線性以及非線性兩種漸變情況，前者使用一次方程便可以對(duì)漸變方向進(jìn)行準(zhǔn)確描述，而后者則需要應(yīng)用二次曲面方程，用以對(duì)其徑向以及螺旋漸變模式進(jìn)行準(zhǔn)確描述和識(shí)別。本文將通過重點(diǎn)分析研究基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究人員提供必要參考和指導(dǎo)幫助的同時(shí)，也可以幫助人們加深對(duì)圖像顏色漸變模式識(shí)別的量化認(rèn)知。

1 基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別算法

根據(jù)相關(guān)研究文獻(xiàn)可知，在基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別當(dāng)中，需要在完成定制完畢的顏色簡(jiǎn)便圖像的輸入之后，依照RGB對(duì)圖像進(jìn)行分解處理并從中提取出具體的圖像擬合方程，隨后對(duì)其顏色模式進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別和判斷，并最終完成輸出。

1.1 輸入定制完畢的顏色漸變圖

在第一步也就是將已經(jīng)定制完畢的顏色漸變圖輸入其中的過程中，由于經(jīng)過定制的顏色漸變圖像帶有其他普通圖像所不具備的顏色漸變特征，因此有可能需要事先完成分割圖像，但由于本文在研究基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別當(dāng)中，值關(guān)注提取圖像區(qū)域中的顏色漸變模式，因此通過設(shè)計(jì)利用相應(yīng)的圖像生成算法，完成圖像生成使之帶有顏色漸變特征即可，此時(shí)完成定制的顏色漸變圖像用Gp表示。

1.2 參照RGB對(duì)圖像進(jìn)行分解

隨后通過將輸入的經(jīng)過成功定制的顏色漸變圖像依照RGB進(jìn)行相應(yīng)的分解處理，使之可以被分解成（X，Y，R）矩陣、（x，Y，G）矩陣以及（X，Y，B）矩陣。在這三個(gè)矩陣當(dāng)中，X與Y表示的是顏色漸變圖像的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)，而R、G、B代表著三種顏色值。在按照RGB對(duì)具有顏色漸變特征的圖像進(jìn)行分解之后將會(huì)獲得三個(gè)顏色值矩陣，即RA、GA以及BA。

1.3 提取圖像擬合方程

在對(duì)圖像分解中獲得的顏色矩陣進(jìn)行坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換，使之可以轉(zhuǎn)換至空間坐標(biāo)系中后，空間坐標(biāo)系當(dāng)中的X與Y軸位置直接決定著RA、GA以及BA中的值。此時(shí)在擬合方法下，通過結(jié)合矩陣當(dāng)中位置與矩陣值的具體對(duì)應(yīng)關(guān)系，便可以直接對(duì)三個(gè)顏色值矩陣進(jìn)行曲面方程的逐一擬合。在實(shí)際擬合過程中，主要采用的是按行策略隨機(jī)取點(diǎn)非線性迭代的方式，也就是隨機(jī)選擇矩陣中的任意一行中的連續(xù)三點(diǎn)，并再次隨機(jī)選擇三點(diǎn)上下行中相同位置的另外六個(gè)點(diǎn)，最后任意選擇一點(diǎn)共計(jì)十個(gè)點(diǎn)，在對(duì)其進(jìn)行非線性迭代即可對(duì)方程參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)求解。在流程圖當(dāng)中設(shè)有一個(gè)n值用于防止出現(xiàn)意外。如果隨機(jī)取出的點(diǎn)求解方程與對(duì)應(yīng)顏色值矩陣的曲面并不相符，此時(shí)需要重新進(jìn)行點(diǎn)的選擇。將n值的初始值和最高值分別設(shè)定為O和100，代表著隨機(jī)取點(diǎn)次數(shù)在O到100以內(nèi)。在利用行策略隨機(jī)取點(diǎn)下獲取的點(diǎn)，代表著圖像顏色簡(jiǎn)便區(qū)域中的小區(qū)域，而在反復(fù)多次取點(diǎn)下可以使得利用局部點(diǎn)非線性迭代獲得的方程更加具有全面性和代表性。另外在二次曲面法方程中通過經(jīng)由多次取點(diǎn)獲取的十個(gè)參數(shù)，在將其依次代入至方程中可以獲得與之相對(duì)應(yīng)的方程式，此后利用相關(guān)算法進(jìn)行非線性迭代便可最終獲取方程。

1.4 識(shí)別圖像顏色模式并輸出

擬合方程代表了不同的曲面，各個(gè)曲面因其所具備的特征不盡相同，因此方程之間也存在一定差異性。利用曲面的獨(dú)特特征便可以對(duì)其所屬具體曲面進(jìn)行相應(yīng)判別，完成圖像顏色漸變模式的精準(zhǔn)識(shí)別后輸出結(jié)果即可。

2 二次曲面擬合圖像顏色漸變模式識(shí)別算法實(shí)例

有研究人員通過以某RGB三色值均為非線性顏色漸變的圖像進(jìn)行分析，根據(jù)給出的RGB顏色值獲取相應(yīng)的顏色值矩陣之后，通過對(duì)其進(jìn)行空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，并將左上角和右下角的坐標(biāo)分別設(shè)定為（1，1，190）以及（19，19，190），由于圖像中的RGB顏色值矩陣完全一致，因此在使用基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別算法時(shí)，只需對(duì)其中任意一個(gè)顏色值矩陣進(jìn)行擬合方程的求解即可。由于通過對(duì)顏色值矩陣進(jìn)行了空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，因此此時(shí)矩陣當(dāng)中的各個(gè)值均有空間坐標(biāo)與之相對(duì)應(yīng)。隨后研究人員通過按行策略隨機(jī)取點(diǎn)，隨機(jī)選擇的十個(gè)點(diǎn)分別為（8，10，30）、 （9，9，30）、 （9，10， 20）、 （9，11， 30）、（10，7，40）、（10，8，30）、（lO，9，20）、（11，10，20）以及（11，11，30）和（11，12，40），通過結(jié)合隨機(jī)選取的十個(gè)點(diǎn)，利用非線性迭代的方式處理二次曲面一般方程插值，即可獲得最終的曲面方程：

根據(jù)其最終獲得的擬合結(jié)果并參考圖形及參數(shù)，了解到該圖像的漸變方式便是非線性漸變當(dāng)中的菱形漸變。

3 結(jié)束語

本文通過對(duì)基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別進(jìn)行分析研究，提出通過在完成定制完畢的顏色簡(jiǎn)便圖像的輸入之后，依照RGB對(duì)圖像進(jìn)行分解處理并從中提取出具體的圖像擬合方程，隨后對(duì)其顏色模式進(jìn)行精準(zhǔn)識(shí)別和判斷，并最終完成輸出的這一模式識(shí)別算法。并結(jié)合具體的算法實(shí)例指出本文所提出的基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識(shí)別算法可以成功完成圖像模式識(shí)別，且識(shí)別精準(zhǔn)性較高。因此該識(shí)別算法具有較高的應(yīng)用價(jià)值，而通過使用更高次曲面方程，則可以有效表現(xiàn)出更多的圖像顏色漸變模式，因此在未來的研究中還可以考慮對(duì)更高次曲面方程進(jìn)行擬合，以獲得更優(yōu)的識(shí)別效果。

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