用python实现基于概率分布的超声图像与自然图像性质差异分析这一课题,使用opencv, 两种图像的文件类型都是jpg,超声图像的文件路径是‘D:\zzz\us5’,自然图像的文件路径是‘D:\zzz\na4’,两种图像都有84张,图像的名称都是1到84的顺序数,两种图像的形状大小相同,需要对比两种图像的特征必须有颜色,纹理,形态学特征,差异性分析方法也需要多种,包括完整详细代码

时间: 2023-11-16 17:05:32 浏览: 80
本题需要用到以下库: - OpenCV (用于读取和处理图像) - NumPy (用于数值计算) - Matplotlib (用于图像显示) - Scikit-image (用于计算图像特征) 首先,我们需要安装这些库。可以使用以下命令: ``` pip install opencv-python numpy matplotlib scikit-image ``` 接下来,我们将编写代码来实现这个任务。 ```python import cv2 import numpy as np from skimage.feature import greycomatrix, greycoprops from matplotlib import pyplot as plt # 定义两种图像的文件路径 us_path = "D:/zzz/us5/" na_path = "D:/zzz/na4/" # 定义一些用于计算纹理特征的参数 distances = [1, 2, 3] angles = [0, np.pi/4, np.pi/2, 3*np.pi/4] # 定义一个函数,用于计算图像的纹理特征 def compute_texture_features(img): # 将图像转换为灰度图 grey = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 计算灰度共生矩阵 glcm = greycomatrix(grey, distances=distances, angles=angles, symmetric=True, normed=True) # 计算纹理特征 contrast = greycoprops(glcm, 'contrast').ravel() dissimilarity = greycoprops(glcm, 'dissimilarity').ravel() homogeneity = greycoprops(glcm, 'homogeneity').ravel() energy = greycoprops(glcm, 'energy').ravel() correlation = greycoprops(glcm, 'correlation').ravel() asm = greycoprops(glcm, 'ASM').ravel() # 将所有特征组合成一个向量 features = np.hstack([contrast, dissimilarity, homogeneity, energy, correlation, asm]) return features # 定义一个函数,用于计算图像的形态学特征 def compute_morphological_features(img): # 将图像转换为灰度图 grey = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # 计算二值化图像 _, binary = cv2.threshold(grey, 0, 255, cv2.THRESH_BINARY+cv2.THRESH_OTSU) # 计算轮廓 contours, _ = cv2.findContours(binary, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) # 计算形态学特征 area = cv2.contourArea(contours[0]) perimeter = cv2.arcLength(contours[0], True) # 返回特征向量 return np.array([area, perimeter]) # 定义一个函数,用于计算图像的颜色特征 def compute_color_features(img): # 将图像转换为HSV颜色空间 hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV) # 计算颜色直方图 hist = cv2.calcHist([hsv], [0, 1], None, [12, 3], [0, 180, 0, 256]) # 将直方图归一化 cv2.normalize(hist, hist) # 返回特征向量 return hist.ravel() # 定义一个函数,用于比较两张图像的特征 def compare_images(img1, img2): # 计算两张图像的纹理特征 texture_features1 = compute_texture_features(img1) texture_features2 = compute_texture_features(img2) # 计算两张图像的形态学特征 morphological_features1 = compute_morphological_features(img1) morphological_features2 = compute_morphological_features(img2) # 计算两张图像的颜色特征 color_features1 = compute_color_features(img1) color_features2 = compute_color_features(img2) # 将所有特征组合成一个向量 features1 = np.hstack([texture_features1, morphological_features1, color_features1]) features2 = np.hstack([texture_features2, morphological_features2, color_features2]) # 计算两张图像的特征向量之间的欧几里得距离 distance = np.linalg.norm(features1 - features2) return distance # 加载所有图像 us_images = [] na_images = [] for i in range(1, 85): us_images.append(cv2.imread(us_path + str(i) + ".jpg")) na_images.append(cv2.imread(na_path + str(i) + ".jpg")) # 比较第一张自然图像和第一张超声图像的特征 distance = compare_images(na_images[0], us_images[0]) print("Distance between the first natural image and the first ultrasound image:", distance) # 显示第一张自然图像和第一张超声图像 fig, ax = plt.subplots(1, 2) ax[0].imshow(cv2.cvtColor(na_images[0], cv2.COLOR_BGR2RGB)) ax[0].set_title("Natural Image") ax[1].imshow(cv2.cvtColor(us_images[0], cv2.COLOR_BGR2RGB)) ax[1].set_title("Ultrasound Image") plt.show() ``` 代码的注释中已经解释了每个函数的作用。我们首先定义了两种图像的文件路径,然后定义了用于计算纹理特征的参数。接下来,我们定义了三个函数,分别用于计算图像的纹理、形态学和颜色特征。最后,我们定义了一个比较函数,用于比较两张图像的特征,并计算它们之间的欧几里得距离。 在主程序中,我们加载所有图像,并比较第一张自然图像和第一张超声图像的特征。我们还显示了这两张图像,以便我们可以比较它们。 注意,在计算纹理特征时,我们使用了Scikit-image库中的greycomatrix和greycoprops函数。这些函数计算灰度共生矩阵和一些常用的纹理特征。在计算颜色特征时,我们将图像转换为HSV颜色空间,并计算颜色直方图。 我们可以运行这个程序,并看到它输出了第一张自然图像和第一张超声图像之间的距离。我们还可以看到这两张图像的显示。我们可以使用相同的方法比较所有图像,并查看它们之间的差异。
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