大学本科毕业设计（论文） 第4章 程序实验结果及分析
4.1 变差函数在水平方向的程序实验结果及分析
4.1.1 验证程序的正确性
图4-1 黑白格子图
先用一个黑白格子图验证变差函数程序。图4-1为自制的一个大小为323*377的黑白方格图片，取像素矩的200行到250行作为实验的目标行数。根据列数的选取不同，变差函数的图像分别如下各图。
n取100时的输出结果为 avg_k =
Columns 1 through 19
2 3 5 6 8 9 11 12 14 15 17 18 20 21 45 48 51 54 57
Columns 20 through 38
59 61 63 65 67 69 71 73 70 67 64 61 58 55 52 49 46 43 40
Columns 39 through 50
37 34 31 28 25 22 19 16 14 12 15 12
20
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8070605040302010005101520253035404550 图4-2 n取100列时变差函数图
n取200时的输出结果为 avg_k =
Columns 1 through 19
4 7 11 14 18 21 25 28 32 35 39 48 51 54 57 60 63
Columns 20 through 38
66 70 73 76 79 82 85 88 84 81 77 67 63 60 56 53 49
Columns 39 through 57
46 43 40 37 34 31 28 24 21 18 15 6 3 0 3 5 8
Columns 58 through 76
10 13 15 18 20 23 25 28 30 32 34 40 42 44 46 48 50
Columns 77 through 95
52 54 56 58 60 58 55 53 50 48 45 38 35 33 31 29 27
42 45 74 70 12 9 36 38 43 40 21
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Columns 96 through 100 24 22 20 18 16
90807060504030201000102030405060708090100 图4-3 n取200列时变差函数图
n取300时的输出结果为 avg_k =
Columns 1 through 19
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Columns 20 through 38
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Columns 39 through 57
0 0 0 0 0 0 46 41 36 31 26 10 5 0 5 9 14
Columns 58 through 76
18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 59 71 75 79 83 87 91
Columns 77 through 95
22
0 0 0 0 20 15 63 67 大学本科毕业设计（论文）
95 99 103 108 112 107 102 98 94 90 86 82 78 73 69 65 61 57 53
Columns 96 through 114
49 45 41 37 33 29 24 20 16 12 8 4 0 4 7 11 14 17 20
Columns 115 through 133
23 26 29 32 35 38 41 44 47 50 53 57 60 63 66 69 72 75 78
Columns 134 through 150
81 84 81 77 73 70 67 64 61 58 55 52 49 46 43 40 37
120100806040200050100150
图4-4 n取300时变差函数图
比较图4-2和图4-3，前者有一个完整的周期但不能够充分描述出纹理图像的周期性（至少有2个周期才能找出周期大小和纹理特征），而后者具有明显的周期性，变程h取27时有极大值点88，变程h取81时有极大值点60，它们之间之间的距离为54，也就是变差函数的周期为54，它反映了纹理的周期性。周期值的大小是指两个相邻的极小值点之间的距离或者两个相邻的极大值点之间的距离[14]。
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比较图4-2和图4-3，两个图中都有明显的周期性，而后者在变程h取44之前的变差值一直是0，此处不是图像纹理特征不够明显，而是当列数n值取得比较大时，计算变差函数值（见公式（2-5））时分母会比较大，而分子较小，因此会有趋于0的倾向。由上面变差函数图的周期性可以充分证明程序的正确性。 4.1.2 纹理图像的程序实验结果及分析
下面对Brodatz纹理库中部分经典的纹理图像进行程序实验和分析。
858075706560555045400102030405060708090100
图4-5 D11原图 图4-6 n取200列的变差函数图
858075706560555045400102030405060708090100
图4-7 图D11旋转90?的图 图4-8 n取200列的变差函数图
图4-5和图4-9分别是Brodatz纹理库中的D11和D102的640*640纹理图。图4-7是图4-5逆时针旋转90°后的图片。试验中选取的是水平方向的第200到250行的像素阵进行变差值计算。图4-6、图4-8和图4-10都是n取200列时的结果。
(1)比较图4-6和图4-8，很明显前者变差函数图没有周期性，而后者有明显
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