基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別

王海燕

摘要 圖像模式識別主要用于在短時間內精準識別海量的圖像信息并對其進行相應分類。由于圖像像素點當中的RGB值變化具有明顯的規律性，因此也使得圖像顏色會出現漸變特征。在這一背景下，本文將結合相關研究文獻，嘗試提出一種基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別算法，并結合具體算法案例以有效驗證本文所提識別算法具有良好的可行性和應用性。

【關鍵詞】二次曲面擬合 圖像 顏色漸變

通常在二次曲面擬合的圖像顏色漸變中存在線性以及非線性兩種漸變情況，前者使用一次方程便可以對漸變方向進行準確描述，而后者則需要應用二次曲面方程，用以對其徑向以及螺旋漸變模式進行準確描述和識別。本文將通過重點分析研究基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別，希望能夠為相關研究人員提供必要參考和指導幫助的同時，也可以幫助人們加深對圖像顏色漸變模式識別的量化認知。

1 基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別算法

根據相關研究文獻可知，在基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別當中，需要在完成定制完畢的顏色簡便圖像的輸入之后，依照RGB對圖像進行分解處理并從中提取出具體的圖像擬合方程，隨后對其顏色模式進行精準識別和判斷，并最終完成輸出。

1.1 輸入定制完畢的顏色漸變圖

在第一步也就是將已經定制完畢的顏色漸變圖輸入其中的過程中，由于經過定制的顏色漸變圖像帶有其他普通圖像所不具備的顏色漸變特征，因此有可能需要事先完成分割圖像，但由于本文在研究基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別當中，值關注提取圖像區域中的顏色漸變模式，因此通過設計利用相應的圖像生成算法，完成圖像生成使之帶有顏色漸變特征即可，此時完成定制的顏色漸變圖像用Gp表示。

1.2 參照RGB對圖像進行分解

隨后通過將輸入的經過成功定制的顏色漸變圖像依照RGB進行相應的分解處理，使之可以被分解成（X，Y，R）矩陣、（x，Y，G）矩陣以及（X，Y，B）矩陣。在這三個矩陣當中，X與Y表示的是顏色漸變圖像的橫坐標和縱坐標，而R、G、B代表著三種顏色值。在按照RGB對具有顏色漸變特征的圖像進行分解之后將會獲得三個顏色值矩陣，即RA、GA以及BA。

1.3 提取圖像擬合方程

在對圖像分解中獲得的顏色矩陣進行坐標系轉換，使之可以轉換至空間坐標系中后，空間坐標系當中的X與Y軸位置直接決定著RA、GA以及BA中的值。此時在擬合方法下，通過結合矩陣當中位置與矩陣值的具體對應關系，便可以直接對三個顏色值矩陣進行曲面方程的逐一擬合。在實際擬合過程中，主要采用的是按行策略隨機取點非線性迭代的方式，也就是隨機選擇矩陣中的任意一行中的連續三點，并再次隨機選擇三點上下行中相同位置的另外六個點，最后任意選擇一點共計十個點，在對其進行非線性迭代即可對方程參數進行相應求解。在流程圖當中設有一個n值用于防止出現意外。如果隨機取出的點求解方程與對應顏色值矩陣的曲面并不相符，此時需要重新進行點的選擇。將n值的初始值和最高值分別設定為O和100，代表著隨機取點次數在O到100以內。在利用行策略隨機取點下獲取的點，代表著圖像顏色簡便區域中的小區域，而在反復多次取點下可以使得利用局部點非線性迭代獲得的方程更加具有全面性和代表性。另外在二次曲面法方程中通過經由多次取點獲取的十個參數，在將其依次代入至方程中可以獲得與之相對應的方程式，此后利用相關算法進行非線性迭代便可最終獲取方程。

1.4 識別圖像顏色模式并輸出

擬合方程代表了不同的曲面，各個曲面因其所具備的特征不盡相同，因此方程之間也存在一定差異性。利用曲面的獨特特征便可以對其所屬具體曲面進行相應判別，完成圖像顏色漸變模式的精準識別后輸出結果即可。

2 二次曲面擬合圖像顏色漸變模式識別算法實例

有研究人員通過以某RGB三色值均為非線性顏色漸變的圖像進行分析，根據給出的RGB顏色值獲取相應的顏色值矩陣之后，通過對其進行空間坐標系的轉換，并將左上角和右下角的坐標分別設定為（1，1，190）以及（19，19，190），由于圖像中的RGB顏色值矩陣完全一致，因此在使用基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別算法時，只需對其中任意一個顏色值矩陣進行擬合方程的求解即可。由于通過對顏色值矩陣進行了空間坐標系的轉換，因此此時矩陣當中的各個值均有空間坐標與之相對應。隨后研究人員通過按行策略隨機取點，隨機選擇的十個點分別為（8，10，30）、 （9，9，30）、 （9，10， 20）、 （9，11， 30）、（10，7，40）、（10，8，30）、（lO，9，20）、（11，10，20）以及（11，11，30）和（11，12，40），通過結合隨機選取的十個點，利用非線性迭代的方式處理二次曲面一般方程插值，即可獲得最終的曲面方程：

根據其最終獲得的擬合結果并參考圖形及參數，了解到該圖像的漸變方式便是非線性漸變當中的菱形漸變。

3 結束語

本文通過對基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別進行分析研究，提出通過在完成定制完畢的顏色簡便圖像的輸入之后，依照RGB對圖像進行分解處理并從中提取出具體的圖像擬合方程，隨后對其顏色模式進行精準識別和判斷，并最終完成輸出的這一模式識別算法。并結合具體的算法實例指出本文所提出的基于二次曲面擬合的圖像顏色漸變模式識別算法可以成功完成圖像模式識別，且識別精準性較高。因此該識別算法具有較高的應用價值，而通過使用更高次曲面方程，則可以有效表現出更多的圖像顏色漸變模式，因此在未來的研究中還可以考慮對更高次曲面方程進行擬合，以獲得更優的識別效果。

參考文獻

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