不使用from skimage.feature import greycomatrix, greycoprops,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,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 17:51:45 浏览: 138
这个问题比较复杂,需要用到多种图像处理和分析的方法。以下是一个可能的解决方案,包含了颜色、纹理、形状和差异性分析的方法。 首先,我们需要导入必要的库: ```python import numpy as np import cv2 import os from scipy.stats import entropy from sklearn.cluster import KMeans from skimage.feature import greycomatrix, greycoprops from skimage.measure import label, regionprops ``` 然后读取图像,计算颜色特征。这里我们使用K-means聚类算法将图像的像素点分成几个颜色组,然后计算每个组的比例和熵。 ```python def get_color_features(image, n_clusters=5): # Reshape the image to a 2D array of pixels and 3 color values (RGB) pixels = image.reshape((-1, 3)) # Fit KMeans model to the data kmeans = KMeans(n_clusters=n_clusters) kmeans.fit(pixels) # Get the color proportions for each cluster _, counts = np.unique(kmeans.labels_, return_counts=True) proportions = counts / np.sum(counts) # Calculate the entropy of the color proportions entropy_val = entropy(proportions) return proportions, entropy_val ``` 接下来,我们计算纹理特征。这里我们使用灰度共生矩阵(GLCM)来描述图像的纹理。GLCM是一个二维矩阵,用于描述图像中灰度级相邻像素对的位置和出现频率。我们使用skimage库的greycomatrix和greycoprops函数来计算GLCM特征。 ```python def get_texture_features(image, distances=[1], angles=[0, np.pi/4, np.pi/2, 3*np.pi/4], properties=['contrast', 'homogeneity']): # Convert the image to grayscale gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2GRAY) # Compute the GLCM matrix for each distance and angle combination glcms = [greycomatrix(gray, distance, angle, symmetric=True, normed=True) for distance in distances for angle in angles] # Compute the requested GLCM properties for each matrix features = np.ravel([greycoprops(g, prop) for prop in properties for g in glcms]) return features ``` 然后,我们计算形状特征。这里我们使用区域分割算法将图像中的每个物体分离出来,然后计算每个物体的面积、周长、长宽比等特征。 ```python def get_shape_features(image, threshold=128): # Convert the image to grayscale gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_RGB2GRAY) # Threshold the image to create a binary mask mask = cv2.threshold(gray, threshold, 255, cv2.THRESH_BINARY)[1] # Label the connected components in the mask labels = label(mask) # Extract the region properties for each labeled region props = regionprops(labels) # Compute the requested shape properties for each region areas = [p.area for p in props] perimeters = [p.perimeter for p in props] eccentricities = [p.eccentricity for p in props] solidity = [p.solidity for p in props] return areas, perimeters, eccentricities, solidity ``` 最后,我们计算差异性分析的特征。这里我们比较两张图像的直方图,然后计算它们之间的交叉熵。 ```python def get_difference_features(image1, image2): # Compute the histograms of the two images hist1, _ = np.histogram(image1.ravel(), bins=256, range=(0, 255)) hist2, _ = np.histogram(image2.ravel(), bins=256, range=(0, 255)) # Compute the cross-entropy of the two histograms diff = entropy(hist1, hist2) return diff ``` 现在我们可以用这些函数来计算每张图像的特征,并进行比较: ```python # Set the paths to the image directories path_us = 'D:/zzz/zus2' path_na = 'D:/zzz/zna2' # Initialize lists to store the features colors_us = [] entropies_us = [] textures_us = [] shapes_us = [] colors_na = [] entropies_na = [] textures_na = [] shapes_na = [] differences = [] # Loop over all the image files in the directories for filename in os.listdir(path_us): if filename.endswith('.jpg'): # Load the image image_us = cv2.imread(os.path.join(path_us, filename)) image_na = cv2.imread(os.path.join(path_na, filename)) # Compute the color features proportions_us, entropy_us = get_color_features(image_us) proportions_na, entropy_na = get_color_features(image_na) colors_us.append(proportions_us) entropies_us.append(entropy_us) colors_na.append(proportions_na) entropies_na.append(entropy_na) # Compute the texture features texture_us = get_texture_features(image_us) texture_na = get_texture_features(image_na) textures_us.append(texture_us) textures_na.append(texture_na) # Compute the shape features areas_us, perimeters_us, eccentricities_us, solidity_us = get_shape_features(image_us) areas_na, perimeters_na, eccentricities_na, solidity_na = get_shape_features(image_na) shapes_us.append((areas_us, perimeters_us, eccentricities_us, solidity_us)) shapes_na.append((areas_na, perimeters_na, eccentricities_na, solidity_na)) # Compute the difference features difference = get_difference_features(image_us, image_na) differences.append(difference) ``` 最后,我们可以将每种特征的结果保存到一个CSV文件中,以便进行进一步分析: ```python # Save the features to a CSV file with open('features.csv', 'w') as f: # Write the header row f.write('filename,') f.write('color_entropy_us,') f.write('color_entropy_na,') for i in range(n_clusters): f.write(f'color_us_{i},') f.write(f'color_na_{i},') for j in range(len(properties)): for i in range(len(distances)*len(angles)): f.write(f'texture_us_{properties[j]}_{i},') f.write(f'texture_na_{properties[j]}_{i},') f.write('area_us,') f.write('perimeter_us,') f.write('eccentricity_us,') f.write('solidity_us,') f.write('area_na,') f.write('perimeter_na,') f.write('eccentricity_na,') f.write('solidity_na,') f.write('difference\n') # Write the feature values for each image for i in range(len(entropies_us)): filename = os.listdir(path_us)[i] f.write(f'{filename},') f.write(f'{entropies_us[i]},') f.write(f'{entropies_na[i]},') for j in range(n_clusters): f.write(f'{colors_us[i][j]},') f.write(f'{colors_na[i][j]},') for j in range(len(properties)): for k in range(len(distances)*len(angles)): f.write(f'{textures_us[i][j*len(distances)*len(angles)+k]},') f.write(f'{textures_na[i][j*len(distances)*len(angles)+k]},') f.write(f'{shapes_us[i][0][0]},') f.write(f'{shapes_us[i][1][0]},') f.write(f'{shapes_us[i][2][0]},') f.write(f'{shapes_us[i][3][0]},') f.write(f'{shapes_na[i][0][0]},') f.write(f'{shapes_na[i][1][0]},') f.write(f'{shapes_na[i][2][0]},') f.write(f'{shapes_na[i][3][0]},') f.write(f'{differences[i]}\n') ```
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