基于Matlab的圖像相似性比較的算法介紹

一。基本概念   

    圖像相似度計算就是對兩幅圖片之間內容的相似程度進行打分,根據分數的高低來判斷圖像內容的相似程度,這也是圖像分類的基礎。如下面這幅圖像的兩位人頭虎身獸,用不同的算法進行相似度計算,相似度在60%~87%之間~~

基于Matlab的圖像相似性比較的算法介紹的圖1

二。算法總結

計算圖像相似度的算法有很多,常見的有以下幾種:

1。基于直方圖。直方圖能夠描述一幅圖像中顏色的全局分布,是一種入門級的圖像相似度計算方法。該算法計算過程很容易理解,首先對于兩幅圖像分別計算其直方圖,然后根據某種衡量標準進行比較,比較結果即為兩幅圖像的相似度。這種方法精度較差。

2。SSIM(結構相似性度量)。這是一種全參考的圖像質量評價指標,分別從亮度、對比度、結構三個方面度量圖像相似性。SSIM取值范圍[0, 1],值越大,表示圖像失真越小。在實際應用中,可以利用滑動窗將圖像分塊,令分塊總數為N,考慮到窗口形狀對分塊的影響,采用高斯加權計算每一窗口的均值、方差以及協方差,然后計算對應塊的結構相似度SSIM,最后將平均值作為兩圖像的結構相似性度量,即平均結構相似性SSIM。該方法通常用來衡量一張圖片壓縮后的失真度,比較少的用來計算兩圖的相似度。

3。cosin相似度(余弦相似度)。把圖片表示成一個向量,通過計算向量之間的余弦距離來表征兩張圖片的相似度。該方法運算量較大,但準確率尚可。

4。基于互信息(Mutual Information)。通過計算兩個圖片的互信息來表征他們之間的相似度,如果兩張圖片尺寸相同,還是能在一定程度上表征兩張圖片的相似性的。但是,大部分情況下圖片的尺寸不相同,如果把兩張圖片尺寸調成相同的話,又會讓原來很多的信息丟失,所以很難把握。經過實際驗證,此種方法不夠穩定。

工作室基于Matlab軟件平臺,分別利用上述方法實現了計算特定數據集圖片的相似程度,對于某一對圖像組,其用直方圖算法對比的結果如下:

3.png

最后,如果對圖像分類及識別有需求的小伙伴可以通過我們的微信公眾號聯系我們。

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