Кіріспе
Текстуралық талдау үшін қолданылатын сызықтық сүзгі. Сурет өңдеуде Габор сүзгісі, оны алғаш рет 1D сүзгі ретінде ұсынған Деннис Габордың есімімен аталады. Габор сүзгісін алғаш рет Gösta Granlund сілтеме бағытын қосу арқылы 2D-ге кеңейтті. Габор сүзгісі – текстуралық талдау үшін қолданылатын сызықтық сүзгі, яғни ол суретте талдау нүктесінің немесе аймақтың жанындағы шектеулі аймақта белгілі бір бағыттағы нақты жиіліктердің болуын анықтайды. Көптеген заманауи көру ғалымдары Габор сүзгілерінің жиілік және бағдар көрсеткіштері адамның көру жүйесіне ұқсас дейді. Олар текстураны бейнелеу және ажырату үшін өте ыңғайлы деп табылған. Кеңістіктік доменде 2D Габор сүзгісі – синусоидты жазық толқынмен модуляцияланған Гаусс ядросының функциясы (Габор түрлендіруін қараңыз). Кейбір авторлар сүтқоректілердің миының көру қабығындағы қарапайым жасушаларды Габор функцияларымен модельдеуге болады деп санайды. Сондықтан, Габор сүзгілерін қолданып суреттерді талдау, кейбір пікірлер бойынша, адамның көру жүйесіндегі қабылдауға ұқсас.
In image processing, a Gabor filter, named after Dennis Gabor, who first proposed it as a 1D filter. The Gabor filter was first generalized to 2D by Gösta Granlund, by adding a reference direction. The Gabor filter is a linear filter used for texture analysis, which essentially means that it analyzes whether there is any specific frequency content in the image in specific directions in a localized region around the point or region of analysis. Frequency and orientation representations of Gabor filters are claimed by many contemporary vision scientists to be similar to those of the human visual system. They have been found to be particularly appropriate for texture representation and discrimination. In the spatial domain, a 2D Gabor filter is a Gaussian kernel function modulated by a sinusoidal plane wave (see Gabor transform). Some authors claim that simple cells in the visual cortex of mammalian brains can be modeled by Gabor functions. Thus, image analysis with Gabor filters is thought by some to be similar to perception in the human visual system.
Толқындық кеңістік
Габор сүзгілері Габор толқыншаларымен тікелей байланысты, себебі оларды әртүрлі кеңеюлер мен бұрылыстар үшін құруға болады. Дегенмен, көбінесе Габор толқыншалары үшін кеңею қолданылмайды, өйткені бұл екіортогональды толқындарды есептеуді талап етеді, бұл өте көп уақытты алады. Сондықтан, әдетте, әртүрлі масштабтар мен бұрылыстардағы Габор сүзгілерінен тұратын сүзгілер жинағы жасалады. Сүзгілер сигналмен конволюцияланады, нәтижесінде «Габор кеңістігі» деп аталатын кеңістік пайда болады. Бұл процесс алғашқы көру қабығындағы процестермен тығыз байланысты. Джонс және Палмер күрделі Габор функциясының нақты бөлігінің мысықтың жолақты қабығындағы қарапайым жасушаларда табылған рецептивті өрістің салмақ функцияларына жақсы сәйкес келетінін көрсетті.
Габор сүзгісінің уақыт-салдарлық аналогы
Уақыт сигналдарын өңдеу кезінде болашақ деректерге қол жеткізу мүмкін емес, бұл уақыт өлшемдеріне байланысты нақты уақыт сигналдарын өңдеу үшін Габор функцияларын қолдануға тырысқанда қиындықтар тудырады. Габор сүзгісінің уақыт бойынша себептік аналогы, Габор функциясындағы Гаусс ядросын уақыт бойынша себептік және уақыт бойынша рекурсивті ядромен алмастыру арқылы жасалды. Осылайша, нәтижесінде алынған күрделі мәнді уақыт бойынша себептік шекті ядроның кеңейтілуіне негізделген уақыт-жиілік талдауы, Габор сүзгісі сияқты уақытша сигналдың шамамен бірдей түрлендірулерін ұстауға мүмкіндік береді, және Гейзенберг тобының сипаттамасы бойынша қараңыз. Дискретті доменде екі өлшемді Габор сүзгілері мына түрде беріледі, мұнда B және C – анықталуға тиіс нормалау факторлары. 2D Габор сүзгілері бейне өңдеуде, әсіресе текстураны талдау және сегментациялау үшін ерекшеліктерді алуда кеңінен қолданылады. ол текстурада ізделіп отырған жиілікті анықтайды. параметрін өзгерту арқылы белгілі бір бағытта бағдарланған текстураны іздеуге болады. параметрін өзгерту арқылы негіздің қолдауы немесе талдау жүргізіліп жатқан бейне аймағының мөлшері өзгертіледі.
where B and C are normalizing factors to be determined. 2D Gabor filters have rich applications in image processing, especially in feature extraction for texture analysis and segmentation. defines the frequency being looked for in the texture. By varying , we can look for texture oriented in a particular direction. By varying , we change the support of the basis or the size of the image region being analyzed.
Бейне өңдеуде 2D Gabor сүзгілерінің қолданылуы
Құжаттарды бейнелеуде Габор ерекшеліктері көп тілді құжаттағы сөздің шрифтын анықтау үшін өте ыңғайлы. Күрделі құжат кескіндерінен (ақ-сұр және түрлі-түсті) тек мәтін аймақтарын локализациялау және бөліп алу үшін әртүрлі жиіліктері мен бағыттары бар Габор сүзгілері қолданылған, себебі мәтін жоғары жиілікті компоненттерге толы, ал суреттер көбінесе тегіс болады. Ол сондай-ақ бет-әлпетті тануға да қолданылған. Габор сүзгілері үлгілерді талдау саласында да кеңінен қолданылады. Мысалы, тіректегі кезекті жұқа трабекуляр сүйектің ішіндегі бағыттылық таралуын зерттеу үшін пайдаланылған. Габор кеңістігі оптикалық таңбаларды тану, қабықшаны тану және саусақ іздерін тану сияқты бейне өңдеу қолданбаларында өте пайдалы. Кескіндегі нысандар арасындағы белгілі бір кеңістіктік орналасқан жердегі белсендірулер арасындағы байланыстар өте айқын. Бұдан әрі, Габор кеңістігінен маңызды белсендірулерді бөліп алып, сирек нысанды ұсынуға болады.
Gabor filters have also been widely used in pattern analysis applications. For example, it has been used to study the directionality distribution inside the porous spongy trabecular bone in the spine. The Gabor space is very useful in image processing applications such as optical character recognition, iris recognition and fingerprint recognition. Relations between activations for a specific spatial location are very distinctive between objects in an image. Furthermore, important activations can be extracted from the Gabor space in order to create a sparse object representation.