Python图片颜色特征提取——HSV中心距法（附代码及注释）

Posted 2020-12-14 bridge0904

颜色矩是个啥？

  首先让我们先了解一下颜色矩是什么，以下是颜色矩的定义及数学表达，看着唬人但其实并不难。

  颜色矩是一种简单有效的颜色特征表示方法，有一阶矩(也就是均值,mean)、二阶矩(也就是标准差, variance)和三阶矩(斜度,skewness)等，由于颜色信息主要分布于低阶矩中，所以用一阶矩，二阶矩和三阶矩足以表达图像的颜色分布，颜色矩已证明可有效地表示图像中的颜色分布。

 

 

  其中，Pij 表示彩色图像第j个像素的第i个颜色分量，N表示图像中的像素个数。

  图像的三个分量Y,U,V图像的前三阶颜色矩组成一个9维直方图向量，即图像的颜色特征表示如下：

 

Python实现（附代码及详细注释）

  HSV 中心距法是基于HSV空间的，因此需要将RGB空间转换为HSV空间。

def color_moments(filename):
    img = cv2.imread(filename)  # 读一张彩色图片
    if img is None:
        return
    hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)  # RGB空间转换为HSV空间
    h, s, v = cv2.split(hsv)
    color_feature = []  # 初始化颜色特征
# 一阶矩（均值 mean）
    h_mean = np.mean(h)  # np.sum(h)/float(N)
    s_mean = np.mean(s)  # np.sum(s)/float(N)
    v_mean = np.mean(v)  # np.sum(v)/float(N)
    color_feature.extend([h_mean, s_mean, v_mean])  # 一阶矩放入特征数组
# 二阶矩 （标准差 std）
    h_std = np.std(h)  # np.sqrt(np.mean(abs(h - h.mean())**2))
    s_std = np.std(s)  # np.sqrt(np.mean(abs(s - s.mean())**2))
    v_std = np.std(v)  # np.sqrt(np.mean(abs(v - v.mean())**2))
    color_feature.extend([h_std, s_std, v_std])  # 二阶矩放入特征数组
# 三阶矩 （斜度 skewness）
    h_skewness = np.mean(abs(h - h.mean()) ** 3)
    s_skewness = np.mean(abs(s - s.mean()) ** 3)
    v_skewness = np.mean(abs(v - v.mean()) ** 3)
    h_thirdMoment = h_skewness ** (1. / 3)
    s_thirdMoment = s_skewness ** (1. / 3)
    v_thirdMoment = v_skewness ** (1. / 3)
    color_feature.extend([h_thirdMoment, s_thirdMoment, v_thirdMoment])  # 三阶矩放入特征数组

    return color_feature