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,不用greycomatrix和greycoprops,使用opencv,不用两种图像的文件类型都是jpg,超声图像的文件路径是‘D:/zzz/us2’,自然图像的文件路径是‘D:/zzz/na2’,两种图像都有84张,图片形状都不同,图像名称是随机的,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: 2023-10-06 10:11:38 浏览: 40
首先,我们需要使用OpenCV库读取所有的图像。然后,可以使用ORB算法来提取每个图像的特征点和描述符。接下来,对于每个图像,我们可以使用k-means聚类算法来对描述符进行聚类,以获得代表其颜色和纹理的视觉单词。 有了这些视觉单词,我们可以计算每个图像的颜色和纹理直方图,并使用卡方检验来比较超声图像和自然图像之间的差异。最后,我们可以使用形状描述符(如Hu矩)来计算每个图像的形状特征,并使用欧几里得距离来比较超声图像和自然图像之间的形状差异。 以下是完整的代码: ```python import cv2 import os import numpy as np from scipy.spatial.distance import euclidean from sklearn.cluster import KMeans from sklearn.metrics import pairwise_distances_argmin_min from scipy.stats import chi2_contingency from math import sqrt # 读取所有图像并提取ORB特征 def extract_features(image_paths): # 初始化ORB检测器 orb = cv2.ORB_create() # 提取每个图像的ORB描述符 descriptors = [] for image_path in image_paths: image = cv2.imread(image_path) gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) _, descriptor = orb.detectAndCompute(gray, None) if descriptor is not None: descriptors.append(descriptor) # 将所有描述符堆叠在一起 descriptors = np.vstack(descriptors) # 使用k-means聚类算法获得视觉单词 kmeans = KMeans(n_clusters=50) kmeans.fit(descriptors) visual_words = kmeans.cluster_centers_ # 计算每个图像的视觉单词直方图 histograms = [] for image_path in image_paths: image = cv2.imread(image_path) gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) _, descriptor = orb.detectAndCompute(gray, None) if descriptor is not None: words, _ = pairwise_distances_argmin_min(kmeans.cluster_centers_, descriptor) histogram, _ = np.histogram(words, bins=len(visual_words)) histograms.append(histogram) return np.array(histograms) # 计算颜色直方图 def color_histogram(image): hsv = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2HSV) hist = cv2.calcHist([hsv], [0, 1, 2], None, [8, 8, 8], [0, 256, 0, 256, 0, 256]) hist = cv2.normalize(hist, hist).flatten() return hist # 计算纹理直方图 def texture_histogram(image): gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) lbp = np.zeros(gray.shape, dtype=np.uint8) for i in range(1, gray.shape[0]-1): for j in range(1, gray.shape[1]-1): center = gray[i, j] code = 0 code |= (gray[i-1, j-1] >= center) << 7 code |= (gray[i-1, j] >= center) << 6 code |= (gray[i-1, j+1] >= center) << 5 code |= (gray[i, j+1] >= center) << 4 code |= (gray[i+1, j+1] >= center) << 3 code |= (gray[i+1, j] >= center) << 2 code |= (gray[i+1, j-1] >= center) << 1 code |= (gray[i, j-1] >= center) << 0 lbp[i, j] = code hist = cv2.calcHist([lbp], [0], None, [256], [0, 256]) hist = cv2.normalize(hist, hist).flatten() return hist # 计算Hu矩 def hu_moments(image): gray = cv2.cvtColor(image, cv2.COLOR_BGR2GRAY) moments = cv2.moments(gray) hu_moments = cv2.HuMoments(moments) hu_moments = -np.sign(hu_moments) * np.log10(np.abs(hu_moments)) return hu_moments.flatten() # 计算欧几里得距离 def euclidean_distance(x, y): return euclidean(x, y) # 计算卡方检验 def chi_squared_distance(x, y): chi2, _ = chi2_contingency([x, y]) return sqrt(chi2) # 加载所有图像 us_image_paths = [os.path.join('D:/zzz/us2', filename) for filename in os.listdir('D:/zzz/us2')] na_image_paths = [os.path.join('D:/zzz/na2', filename) for filename in os.listdir('D:/zzz/na2')] # 提取特征 us_features = extract_features(us_image_paths) na_features = extract_features(na_image_paths) # 计算颜色直方图和纹理直方图 us_color_histograms = [] us_texture_histograms = [] for us_image_path in us_image_paths: us_image = cv2.imread(us_image_path) us_color_histogram = color_histogram(us_image) us_texture_histogram = texture_histogram(us_image) us_color_histograms.append(us_color_histogram) us_texture_histograms.append(us_texture_histogram) na_color_histograms = [] na_texture_histograms = [] for na_image_path in na_image_paths: na_image = cv2.imread(na_image_path) na_color_histogram = color_histogram(na_image) na_texture_histogram = texture_histogram(na_image) na_color_histograms.append(na_color_histogram) na_texture_histograms.append(na_texture_histogram) # 计算形状特征 us_hu_moments = [] for us_image_path in us_image_paths: us_image = cv2.imread(us_image_path) us_hu_moment = hu_moments(us_image) us_hu_moments.append(us_hu_moment) na_hu_moments = [] for na_image_path in na_image_paths: na_image = cv2.imread(na_image_path) na_hu_moment = hu_moments(na_image) na_hu_moments.append(na_hu_moment) # 计算所有图像之间的差异 color_histogram_distances = np.zeros((len(us_image_paths), len(na_image_paths))) texture_histogram_distances = np.zeros((len(us_image_paths), len(na_image_paths))) hu_moment_distances = np.zeros((len(us_image_paths), len(na_image_paths))) for i in range(len(us_image_paths)): for j in range(len(na_image_paths)): color_histogram_distances[i, j] = chi_squared_distance(us_color_histograms[i], na_color_histograms[j]) texture_histogram_distances[i, j] = chi_squared_distance(us_texture_histograms[i], na_texture_histograms[j]) hu_moment_distances[i, j] = euclidean_distance(us_hu_moments[i], na_hu_moments[j]) # 打印结果 print('Color histogram differences:') print(color_histogram_distances) print('Texture histogram differences:') print(texture_histogram_distances) print('Hu moment differences:') print(hu_moment_distances) ``` 这个代码将输出颜色直方图,纹理直方图和形状差异的矩阵。您可以使用这些矩阵来比较超声图像和自然图像之间的差异。

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