文章目录
- 直方图比较的目的
- 相关性计算 (CV_COMP_CORREL)
- 卡方计算 (CV_COMP_CHISQR)
- 十字计算(CV_COMP_INTERSECT)
- 巴氏距离计算 (CV_COMP_BHATTACHARYYA )
- [compareHist 直方图比较算子](#compareHist 直方图比较算子)
- 示例
直方图比较的目的
直方图比较的目的是衡量两幅图像之间的相似度或差异度。通过计算图像的颜色直方图并对其进行归一化处理,可以得到描述图像颜色分布的特征向量。然后,通过比较这些特征向量,我们可以评估两幅图像在颜色分布上的相似程度。
在计算直方图相似度时,常用的方法包括交叉相关性(Correlation)、卡方(Chi-Square)、巴氏距离(Bhattacharyya distance)等。这些方法可以帮助我们量化图像之间的相似性,从而在图像检索、匹配和分类等领域发挥重要作用。
在图像处理中,使用色调(Hue)和饱和度(Saturation)来计算直方图是一种常见的做法,主要有以下几个原因:
颜色信息较为重要:色调和饱和度包含了图像中的颜色信息,而亮度(Value)通道往往受光照等因素影响较大,不太适合用于颜色分布的比较。 计算效率高:计算二维色调-饱和度直方图相对计算三维色调-饱和度-亮度直方图更为高效,可以降低计算复杂度。 颜色差异明显:色调和饱和度能够有效地表现不同颜色之间的差异,对于许多图像分析和检索任务已经足够。
相关性计算 (CV_COMP_CORREL)
卡方计算 (CV_COMP_CHISQR)
十字计算(CV_COMP_INTERSECT)
巴氏距离计算 (CV_COMP_BHATTACHARYYA )
compareHist 直方图比较算子
c
compareHist(
InputArray h1, // 直方图数据,下同
InputArray H2,
int method// 比较方法,上述四种方法之一
)
示例
c
#include <opencv2/opencv.hpp>
#include <iostream>
#include <math.h>
using namespace std;
using namespace cv;
string convertToString(double d);
int main(int argc, char** argv) {
// 读取图像
Mat base, test1, test2;
Mat hsvbase, hsvtest1, hsvtest2;
base = imread("D:/vcprojects/images/test.jpg");
if (!base.data) {
printf("could not load image...\n");
return -1;
}
test1 = imread("D:/vcprojects/images/lena.png");
test2 = imread("D:/vcprojects/images/lenanoise.png");
// 转换为HSV格式
cvtColor(base, hsvbase, CV_BGR2HSV);
cvtColor(test1, hsvtest1, CV_BGR2HSV);
cvtColor(test2, hsvtest2, CV_BGR2HSV);
// 设置直方图参数
int h_bins = 50; // 色调(Hue)分组数量
int s_bins = 60; // 饱和度(Saturation)分组数量
int histSize[] = { h_bins, s_bins }; // 直方图的 bin 数量,二维直方图
float h_ranges[] = { 0, 180 }; // 色调取值范围
float s_ranges[] = { 0, 256 }; // 饱和度取值范围
const float* ranges[] = { h_ranges, s_ranges }; // 取值范围数组
int channels[] = { 0, 1 }; // 要计算直方图的通道
// 计算直方图
MatND hist_base;
MatND hist_test1;
MatND hist_test2;
calcHist(&hsvbase, 1, channels, Mat(), hist_base, 2, histSize, ranges, true, false);
normalize(hist_base, hist_base, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());
calcHist(&hsvtest1, 1, channels, Mat(), hist_test1, 2, histSize, ranges, true, false);
normalize(hist_test1, hist_test1, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());
calcHist(&hsvtest2, 1, channels, Mat(), hist_test2, 2, histSize, ranges, true, false);
normalize(hist_test2, hist_test2, 0, 1, NORM_MINMAX, -1, Mat());
// 计算直方图相似度
double basebase = compareHist(hist_base, hist_base, CV_COMP_INTERSECT);
double basetest1 = compareHist(hist_base, hist_test1, CV_COMP_INTERSECT);
double basetest2 = compareHist(hist_base, hist_test2, CV_COMP_INTERSECT);
double tes1test2 = compareHist(hist_test1, hist_test2, CV_COMP_INTERSECT);
printf("test1 compare with test2 correlation value :%f", tes1test2);
// 在图像上显示相似度值
Mat test12;
test2.copyTo(test12);
putText(base, convertToString(basebase), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
putText(test1, convertToString(basetest1), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
putText(test2, convertToString(basetest2), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
putText(test12, convertToString(tes1test2), Point(50, 50), CV_FONT_HERSHEY_COMPLEX, 1, Scalar(0, 0, 255), 2, LINE_AA);
// 创建窗口并显示图像
namedWindow("base");
namedWindow("test1");
namedWindow("test2");
namedWindow("test12");
imshow("base", base);
imshow("test1", test1);
imshow("test2", test2);
imshow("test12", test12);
waitKey(0);
return 0;
}
// 将double类型转换为字符串
string convertToString(double d) {
ostringstream os;
if (os << d)
return os.str();
return "invalid conversion";
}