如本章前文的分析，VZ-Joint算法所采用的纹理基元的特征维数较高，这导致VZ-Joint算法的纹理基元学习过程和纹理图像编码过程非常耗时，实时性显著下降；而TEISF算法由于采用复杂的纹理基元学习、纹理图像编码和特征生成方法，虽然能够获得较高的纹理识别精度，但该算法的计算量显著增加，导致算法的实时性下降。......
2025-09-29
训练样本个数稳健性分析
【摘要】：表3-3采用不同训练样本个数时的纹理识别精度（%）续表从表3-3可以看出，本章提出的改进Gabor滤波方法对训练样本个数的变化具有更好的稳健性，当训练样本个数不断减少时，本章方法的纹理识别精度下降幅度最小。
为了评估本章所提出的方法对训练样本个数的稳健性，本章在KTHTIPS纹理库上进行实验，分别从每个纹理类别随机选择N = （40， 30， 20，10）个样本作为训练数据，每个纹理类别剩下的（81-N ）个样本作为测试数据，并且将上述对训练数据集和测试数据集的随机划分独立进行100次，每次划分独立进行一次实验，最后计算这100次独立实验结果的平均值，即将平均精度作为最终的纹理识别精度，具体的实验结果如表3-3所示。在此需要说明，对表3-2中列出的很多算法，其对应的原始文献没有开展对训练样本个数的稳健性分析，即没有在文献中报道与表3-3对应的实验结果，这些算法也没有公开发布的源程序代码可利用，很难对这些算法的训练样本个数稳健性进行分析，所以在表3-3中没有列出全部算法对训练样本个数稳健性的分析结果。
表3-3 采用不同训练样本个数时的纹理识别精度（%）
续 表(https://www.chuimin.cn)
从表3-3可以看出，本章提出的改进Gabor滤波方法对训练样本个数的变化具有更好的稳健性，当训练样本个数不断减少时，本章方法的纹理识别精度下降幅度最小。例如，当训练样本个数N从40降为10时，传统Gabor滤波方法的纹理识别精度从91.48%下降到73.03%，下降幅度达到18.45%，而其他参与对比的算法也都有超过10%的识别精度下降幅度，但本章提出的改进Gabor滤波方法的识别精度从99.36%下降到91.86%，下降幅度仅为7.5%，并且纹理识别精度总保持在90%以上。所以，本章提出的改进Gabor滤波方法具有更好的纹理图像识别能力。
当训练样本个数减少时，本章提出的改进Gabor滤波方法能够获得最高的纹理识别精度，主要原因如下：①本章提出的改进Gabor滤波方法提取的全局Gabor特征和局部Gabor特征均具有很强的鉴别能力，并且通过线性加权求和的方法将这两种Gabor特征进行融合作为最终的纹理图像特征，进一步提高了本章算法的识别能力；②本章提出的改进Gabor滤波方法对每个原始的纹理图像构建了一个多尺度金字塔空间，利用该金字塔空间中四个不同尺度的图像（即一个原始的纹理图像、两个利用采样操作获得的更低分辨率图像、一个利用插值操作生成的更高分辨率图像）来描述原来单一的原始纹理图像，这种方法不但模拟了原始纹理图像的尺度变化情况，使所提取的纹理特征具有更强的尺度稳健性，而且通过采样和插值操作生成了更多个数的纹理图像，弥补了训练样本个数不足的问题，从而减轻了训练样本个数N减小时对识别精度带来的不利影响，使本章所提出的改进Gabor滤波方法仍然能够保持较高的纹理识别精度。因此，和表3-3中列出的其他算法相比，本章所提出的改进Gabor滤波方法具有更好的应用前景，尤其在某些应用场景中可利用的训练样本个数非常有限。例如，在某些危险或人类不方便到达的场景中，能够获取的训练样本个数比较少；在某些医疗场景中，由于获取医疗图像可能会给患者带来检测时的痛苦，能够获取的训练样本个数也会比较少。所以，在这些训练样本个数较少的场景中，本章所提出的改进Gabor滤波方法具有更大的优势，仍然能够获得较好的纹理识别精度。
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2025-09-29
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