机器视觉之LBP-TOP详解_6
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之前介绍过机器视觉中常用到的一种特征:LBP

LBP可以有效地处理光照变化,在纹理分析,纹理识别方面被广泛应用。

但是LBP 只能处理单张的二维图像,对于视频或者图像序列,如何用LBP来提取特征,捕捉视频序列的运动信息呢。今天我们就介绍一种称为 LBP-TOP 的特征,是芬兰奥卢大学的 Guoying Zhao 等人提出来的,最早是用来处理动态纹理的识别,但是现在已经被广泛用在基于视频的人脸表情识别上面。

LBP-TOP 是 LBP 从二维空间到三维空间的拓展,LBP-TOP 的全称为: local binary patterns from three orthogonal planes, 这里的three orthogonal planes 指的就是三个正交平面,我们知道,单张的图像只有X, Y两个方向,而一个视频或者图像序列除了X,Y 方向之外,还有一个沿着时间轴 T 的方向, 而 X-Y, X-T 和 Y-T 三个方向是相互正交的。可以看看如下的图:

机器视觉之LBP-TOP详解


图片来自参考文献 [1]

一个图像序列,给出三个正交平面的纹理图,X-Y 就是我们正常看到的图像,X-T 是每一行沿着时间轴扫描而过的纹理,Y-T 是每一列沿着时间轴扫描而过的图像,简单来说,我们可以在这三个平面都提取 LBP 特征,然后把三个平面的 LBP 特征连接起来,就是 LBP-TOP。 如下图所示:

机器视觉之LBP-TOP详解


图片来自参考文献 [1]

所以说 LBP-TOP 是 LBP 从二维到三维的拓展,与LBP 相比,LBP-TOP 不仅考虑了 X-Y 平面的纹理信息,还考虑了 X-T, Y-T的纹理信息,而X-T,Y-T 的纹理信息,记录着重要的动态纹理。

从之前介绍的LBP 我们知道,提取LBP特征,采用 uniform code 编码的话,会生成一个 59 维的数组,记录着 LBP 的直方图信息,那么 LBP-TOP特征,在三个正交平面都提取LBP,最终会生成一个 593 的数组,特征的维数一下增加了三倍。很多时候,我们会把图像分块,一个图像分成 44 个blocks, 每个block都会生成一个 593 的数组,最后生成的特征的维数是 44593=2832, 所以LBP-TOP 是一种高维特征。

LBP-TOP 源代码可以在奥卢大学的官网下载

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