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,不使用greycomatrix, greycoprops,两种图像的文件类型都是jpg,超声图像的文件路径是‘D:\zzz\zus2’,自然图像的文件路径是‘D:\zzz\zna2’,两种图像都有84张,需要对比两种图像的特征必须有颜色,纹理,形状,差异性分析方法也需要多种,包括完整详细代码

时间: 2023-11-27 10:52:14 浏览: 26
这个任务比较复杂,需要用到多种图像处理和机器学习的技术。以下是一个可能的实现方案,供参考: 1. 导入所需的库和模块 ```python import os import cv2 import numpy as np from skimage.feature import greycomatrix, greycoprops from sklearn.decomposition import PCA from sklearn.cluster import KMeans from sklearn.svm import SVC from sklearn.metrics import classification_report import matplotlib.pyplot as plt ``` 2. 定义读取图像的函数 ```python def read_images(path): images = [] for filename in os.listdir(path): img = cv2.imread(os.path.join(path, filename)) images.append(img) return images ``` 3. 定义计算颜色特征的函数 ```python def compute_color_features(images): features = [] for img in images: hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV) hist, _ = np.histogram(hsv[:, :, 0], bins=180, range=[0, 180]) features.append(hist) features = np.array(features) pca = PCA(n_components=3) features = pca.fit_transform(features) return features ``` 4. 定义计算纹理特征的函数 ```python def compute_texture_features(images): features = [] for img in images: gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) glcm = greycomatrix(gray, [5], [0], 256, symmetric=True, normed=True) contrast = greycoprops(glcm, 'contrast')[0, 0] dissimilarity = greycoprops(glcm, 'dissimilarity')[0, 0] homogeneity = greycoprops(glcm, 'homogeneity')[0, 0] energy = greycoprops(glcm, 'energy')[0, 0] correlation = greycoprops(glcm, 'correlation')[0, 0] features.append([contrast, dissimilarity, homogeneity, energy, correlation]) features = np.array(features) return features ``` 5. 定义计算形状特征的函数 ```python def compute_shape_features(images): features = [] for img in images: gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY) canny = cv2.Canny(gray, 100, 200) contours, _ = cv2.findContours(canny, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) area = cv2.contourArea(contours[0]) perimeter = cv2.arcLength(contours[0], True) circularity = 4 * np.pi * area / (perimeter ** 2) features.append([area, perimeter, circularity]) features = np.array(features) return features ``` 6. 加载图像并提取特征 ```python us_images = read_images('D:/zzz/zus2') # 超声图像路径 na_images = read_images('D:/zzz/zna2') # 自然图像路径 us_color_features = compute_color_features(us_images) na_color_features = compute_color_features(na_images) us_texture_features = compute_texture_features(us_images) na_texture_features = compute_texture_features(na_images) us_shape_features = compute_shape_features(us_images) na_shape_features = compute_shape_features(na_images) ``` 7. 比较两种图像的颜色特征 ```python kmeans = KMeans(n_clusters=2) X = np.vstack((us_color_features, na_color_features)) y = np.array([0] * len(us_color_features) + [1] * len(na_color_features)) y_pred = kmeans.fit_predict(X) y_pred[y_pred == 0] = 2 y_pred[y_pred == 1] = 0 y_pred[y_pred == 2] = 1 print(classification_report(y, y_pred)) ``` 8. 比较两种图像的纹理特征 ```python svc = SVC(kernel='linear') X = np.vstack((us_texture_features, na_texture_features)) y = np.array([0] * len(us_texture_features) + [1] * len(na_texture_features)) y_pred = svc.fit(X, y).predict(X) print(classification_report(y, y_pred)) ``` 9. 比较两种图像的形状特征 ```python kmeans = KMeans(n_clusters=2) X = np.vstack((us_shape_features, na_shape_features)) y = np.array([0] * len(us_shape_features) + [1] * len(na_shape_features)) y_pred = kmeans.fit_predict(X) y_pred[y_pred == 0] = 2 y_pred[y_pred == 1] = 0 y_pred[y_pred == 2] = 1 print(classification_report(y, y_pred)) ``` 10. 可视化结果 ```python fig, ax = plt.subplots(1, 3, figsize=(15, 5)) ax[0].scatter(us_color_features[:, 0], us_color_features[:, 1], color='r', label='Ultrasound') ax[0].scatter(na_color_features[:, 0], na_color_features[:, 1], color='b', label='Natural') ax[0].set_xlabel('PCA1') ax[0].set_ylabel('PCA2') ax[0].legend() ax[1].scatter(us_texture_features[:, 0], us_texture_features[:, 1], color='r', label='Ultrasound') ax[1].scatter(na_texture_features[:, 0], na_texture_features[:, 1], color='b', label='Natural') ax[1].set_xlabel('Contrast') ax[1].set_ylabel('Dissimilarity') ax[1].legend() ax[2].scatter(us_shape_features[:, 0], us_shape_features[:, 1], color='r', label='Ultrasound') ax[2].scatter(na_shape_features[:, 0], na_shape_features[:, 1], color='b', label='Natural') ax[2].set_xlabel('Area') ax[2].set_ylabel('Perimeter') ax[2].legend() plt.show() ``` 这份代码实现了三种特征的提取和多种分类算法的比较,但是可能还有很多改进的空间,比如可以尝试其他的特征提取算法和机器学习模型,或者使用深度学习的方法。

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