其中H为分形参数,当时间间隔扩大到r倍,有如下关系式:
1X(t)∝HX(rt) (2-3) r1这意味着当t扩大r倍时,函数值X(rt)减少H倍,所得到的过程与X(t)具有r统计自相似。这种“非一致比例变换”关系称为“自仿射性”。对分形参数H可
进行以下讨论:
(1)当H=1/2时,FBM即为布朗运动;
(2)当H=0时,X(t)∝X(rt),说明t任意缩小或扩大r倍时,X(t)的图不变,表明X(t)的样本图一定稠密的填充平面上任一个区域,它的维数Df=2;
(3)当H=1时,X(t)∝1X(rt),说明当t扩大r倍时,函数X(rt)缩小r
1倍,呈线性关系 X(t)的维数Df=1; r
(4)当0<H<1时,随着H→0有Df→2,反映粒子运动最不规则,X(t)图波形起伏大;当H→1,有Df→1,则反映粒子运动平滑,X(t)图波形起伏小。
从以上讨论可见,分形参数H值与维数有密切关系,可以把分形维数定义为:
Df=D+(1 H) (2-4)
其中D为拓扑维数。当D=1时,Df=2 H,符合以上讨论。
如果把图像灰度级序列描述为分数布朗随机场(FBRF),那么相应的分形维数就有可能作为纹理分类的潜在特征。Pentland[41]指出大多数自然景物的表面所映射成的灰度场满足各向同性的FBRF,即使是局部满足,也总能找到一个满足FBRF的曲面来模拟灰度图像表面,而且分形参数H反映了该灰度图像表面的统计特性。然而FBRF模型也有不足之处,虽然与自然界景物吻合较好,但它是非平稳的,处理起来较困难,且不能处理长相关的图像。于是,朱光喜
[40]等人对FBRF做了进一步发展,提出了离散分数布朗增量随机场(DFBIRF)图像模型。DFBIRF与FBRF具有相同的局部统计特性,且DFBIRF是平稳的,易于处理,易于分析,它保留了FBRF与大多数自然景物吻合较好的特点。
设图像灰度满足DFBIRF,其任一像素的灰度值用I(x,y)表示,则有: