基于水色图像的水质评价

 

目标

利用图像处理技术,通过水色图像实现水质的自动评价

分析方法与过程

需要对图像提取特征,图像特征提取的效果直接影响到图像的识别和分类的好坏。

图像特征主要包括颜色特征,纹理特征,形状特征和空间关系特征。与几何特征相比,颜色特征更为稳健,对于物体的大小和方向均不敏感,表现出较强的鲁棒性。本案例中水色图像是均匀的,故主要关注颜色特征。

利用图像的颜色特征进行图像处理识别分类的研究中,主要方法有直方图法和颜色矩方法。

数据预处理

1、图像切割

只选取原始图片中中间固定大小的图像

2、特征处理

本例使用颜色矩来提取水样图像的特征。

(1)一阶颜色矩

一阶颜色矩采用一阶原点矩,反应图像的整体明暗程度

 

Ei是在第i个颜色通道的一阶颜色矩,pij是第j个像素的第i个颜色通道的颜色矩。

(2)二阶颜色矩

采用的是二阶中心距的平方根,反应图像颜色的分布范围

 

σi是在第i个颜色通道的二阶颜色矩。

(3)三阶颜色矩

采用的是三阶中心距的立方根,反应图像颜色分布的对称性。

 

彩色的图像一共有3个颜色通道,这样我们就可以从每张图片中提取9个特征。

模型构建

本案例采用支持向量机作为水质评价分类模型。

想看下样本数据,9个特征值的取值都在[-1, 1]间,水质类别有5种。征值的取值都比较小,如果直接输入SVM模型的话,彼此之间的区分度会比较小。因此,不妨将所有特征都统一乘以一个适当的常数k,从而提高区分度和准确率。

常数k的选取不能过大也不能过小,过小导致区分度低,过大则容易过拟合。比如k=1000时,在训练集上的准确率是100%,在测试集上的准确率是20%。k的确定需要通过反复的测试确定。

猜你喜欢

转载自www.cnblogs.com/yongfuxue/p/10115960.html