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: 2023-11-16 20:04:45 浏览: 75
首先,我们需要导入所需的库: ```python import cv2 import numpy as np import os from matplotlib import pyplot as plt ``` 然后,我们需要定义一个函数来计算图像的纹理特征。我们可以使用灰度共生矩阵(GLCM)来计算纹理特征。GLCM 是一个包含图像中像素对之间关系的概率矩阵。 ```python def compute_texture_feature(image): # Convert the image to grayscale gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # Compute the GLCM (gray-level co-occurrence matrix) glcm = cv2.calcGLCM(gray, [5], 0, 256, 256, symmetric=True) # Compute the contrast, dissimilarity, energy, and homogeneity from the GLCM contrast = cv2.compareHist(cv2.normalize(glcm, None), cv2.normalize(glcm, None), cv2.HISTCMP_CONTRAST) dissimilarity = cv2.compareHist(cv2.normalize(glcm, None), cv2.normalize(glcm, None), cv2.HISTCMP_DISPARITY) energy = cv2.compareHist(cv2.normalize(glcm, None), cv2.normalize(glcm, None), cv2.HISTCMP_ENERGY) homogeneity = cv2.compareHist(cv2.normalize(glcm, None), cv2.normalize(glcm, None), cv2.HISTCMP_INTERSECT) return contrast, dissimilarity, energy, homogeneity ``` 接下来,我们需要定义一个函数来计算图像的形状特征。我们可以使用轮廓来计算形状特征。 ```python def compute_shape_feature(image): # Convert the image to grayscale gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) # Threshold the image to get a binary image ret, thresh = cv2.threshold(gray, 127, 255, cv2.THRESH_BINARY) # Find the contours in the binary image contours, hierarchy = cv2.findContours(thresh, cv2.RETR_TREE, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE) # Compute the area and perimeter of the contour area = cv2.contourArea(contours[0]) perimeter = cv2.arcLength(contours[0], True) return area, perimeter ``` 现在,我们可以定义一个主函数来计算两种图像的颜色、纹理和形状特征,并进行差异性分析。 ```python def main(): # Define the paths to the image folders us_path = 'D:/zzz/us5' na_path = 'D:/zzz/na4' # Initialize the feature matrices for the ultrasound and natural images us_features = np.zeros((84, 7)) na_features = np.zeros((84, 7)) # Iterate over the ultrasound images and compute the features for i in range(1, 85): # Read the image image = cv2.imread(os.path.join(us_path, str(i) + '.jpg')) # Compute the color features us_features[i-1, 0] = np.mean(image[:, :, 0]) us_features[i-1, 1] = np.mean(image[:, :, 1]) us_features[i-1, 2] = np.mean(image[:, :, 2]) # Compute the texture features us_features[i-1, 3], us_features[i-1, 4], us_features[i-1, 5], us_features[i-1, 6] = compute_texture_feature(image) # Compute the shape features us_features[i-1, 7], us_features[i-1, 8] = compute_shape_feature(image) # Iterate over the natural images and compute the features for i in range(1, 85): # Read the image image = cv2.imread(os.path.join(na_path, str(i) + '.jpg')) # Compute the color features na_features[i-1, 0] = np.mean(image[:, :, 0]) na_features[i-1, 1] = np.mean(image[:, :, 1]) na_features[i-1, 2] = np.mean(image[:, :, 2]) # Compute the texture features na_features[i-1, 3], na_features[i-1, 4], na_features[i-1, 5], na_features[i-1, 6] = compute_texture_feature(image) # Compute the shape features na_features[i-1, 7], na_features[i-1, 8] = compute_shape_feature(image) # Compute the mean and standard deviation of each feature for the ultrasound images us_mean_color = np.mean(us_features[:, 0:3], axis=0) us_std_color = np.std(us_features[:, 0:3], axis=0) us_mean_texture = np.mean(us_features[:, 3:6], axis=0) us_std_texture = np.std(us_features[:, 3:6], axis=0) us_mean_shape = np.mean(us_features[:, 6:8], axis=0) us_std_shape = np.std(us_features[:, 6:8], axis=0) # Compute the mean and standard deviation of each feature for the natural images na_mean_color = np.mean(na_features[:, 0:3], axis=0) na_std_color = np.std(na_features[:, 0:3], axis=0) na_mean_texture = np.mean(na_features[:, 3:6], axis=0) na_std_texture = np.std(na_features[:, 3:6], axis=0) na_mean_shape = np.mean(na_features[:, 6:8], axis=0) na_std_shape = np.std(na_features[:, 6:8], axis=0) # Plot the results fig, axs = plt.subplots(3, 3) fig.suptitle('Feature Analysis') axs[0, 0].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_color[0], na_mean_color[0]], yerr=[us_std_color[0], na_std_color[0]]) axs[0, 0].set_title('Mean Color (B)') axs[0, 1].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_color[1], na_mean_color[1]], yerr=[us_std_color[1], na_std_color[1]]) axs[0, 1].set_title('Mean Color (G)') axs[0, 2].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_color[2], na_mean_color[2]], yerr=[us_std_color[2], na_std_color[2]]) axs[0, 2].set_title('Mean Color (R)') axs[1, 0].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_texture[0], na_mean_texture[0]], yerr=[us_std_texture[0], na_std_texture[0]]) axs[1, 0].set_title('Contrast') axs[1, 1].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_texture[1], na_mean_texture[1]], yerr=[us_std_texture[1], na_std_texture[1]]) axs[1, 1].set_title('Dissimilarity') axs[1, 2].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_texture[2], na_mean_texture[2]], yerr=[us_std_texture[2], na_std_texture[2]]) axs[1, 2].set_title('Energy') axs[2, 0].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_texture[3], na_mean_texture[3]], yerr=[us_std_texture[3], na_std_texture[3]]) axs[2, 0].set_title('Homogeneity') axs[2, 1].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_shape[0], na_mean_shape[0]], yerr=[us_std_shape[0], na_std_shape[0]]) axs[2, 1].set_title('Area') axs[2, 2].bar(['Ultrasound', 'Natural'], [us_mean_shape[1], na_mean_shape[1]], yerr=[us_std_shape[1], na_std_shape[1]]) axs[2, 2].set_title('Perimeter') plt.show() if __name__ == '__main__': main() ``` 在这个函数中,我们首先定义了两个文件夹的路径,然后初始化了两个特征矩阵。接下来,我们使用循环来迭代两个文件夹中的所有图像,并计算每个图像的颜色、纹理和形状特征。我们使用 `np.mean()` 和 `np.std()` 函数来计算每个特征的均值和标准差。 最后,我们使用 `plt.bar()` 函数将每个特征的均值和标准差绘制成条形图,以便进行可视化分析。 现在,我们可以调用 `main()` 函数来进行分析。 注意:由于本人没有该数据集,上述代码未测试,可能存在一些小错误。
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