2.1 简介

LBP指局部二值模式(Local Binary Pattern)，是一种用来描述图像局部特征的算子，具有灰度不变性和旋转不变性等显著优点。LBP常应用于人脸识别和目标检测中，在OpenCV中有使用LBP特征进行人脸识别的接口，也有用LBP特征训练目标检测分类器的方法，OpenCV实现了LBP特征的计算，但没有提供一个单独的计算LBP特征的接口。也就是说OpenCV中使用了LBP算法，但是没有提供函数接口。

2.2 算法理论介绍

预备数学：圆的参数方程

代表某个对应圆上某点的半径到x轴的夹角，

和

是圆上某点的坐标。

2.2.1 LBP原理介绍 LBP特征用图像的局部领域的联合分布

来描述图像的纹理特征，如果假设局部邻域中像素个数为

，那么纹理特征的联合分布

可以表述成：

其中，

表示相应局部邻域的中心像素的灰度值，

表示以中心像素圆心,以R为半径的圆上的像素的灰度值。

假设中心像素和局部邻域像素相互独立，那么这里可以将上面定义式写成如下形式：

其中

决定了局部区域的整体亮度，对于纹理特征，可以忽略这一项，最终得到：

上式说明，将纹理特征定义为邻域像素和中心像素的差的联合分布函数，因为

是基本不受亮度均值影响的，所以从上式可以看出，此时统计量T 是一个跟亮度均值，即灰度级无关的值。

最后定义特征函数如下：

定义灰度级不变LBP为：

即二进制编码公式。

通俗解释：

原始的LBP算子定义在像素

的邻域内，以邻域中心像素为阈值，相邻的8个像素的灰度值与邻域中心的像素值进行比较，若周围像素大于中心像素值，则该像素点的位置被标记为1，否则为0。这样，

邻域内的8个点经过比较可产生8为二进制数，将这8位二进制数依次排列形成一个二进制数字，这个二进制数字就是中心像素的LBP值，LBP值共有

种可能，因此LBP值有256种可能。中心像素的LBP值反映了该像素周围区域的纹理信息。

注意：计算LBP特征的图像必须是灰度图，如果是彩色图，需要先转换成灰度图

2.2.2 圆形LBP算子

基本的 LBP算子的最大缺陷在于它只覆盖了一个固定半径范围内的小区域，这显然不能满足不同尺寸和频率纹理的需要。为了适应不同尺度的纹理特征，并达到灰度级和旋转不变性的要求，Ojala等对 LBP算子进行了改进，将 3×3邻域扩展到任意邻域，并用圆形邻域代替了正方形邻域，改进后的 LBP算子允许在半径为 R的圆形邻域内有任意多个像素点。从而得到了诸如半径为R的圆形区域内含有P个采样点的LBP算子，表示为

；

对于给定中心点

,其邻域像素位置为

，

，其采样点

用如下公式计算：

R是采样半径，p是第p个采样点，P是采样数目。如果近邻点不在整数位置上，就需要进行插值运算，可以参考这篇博客

3.2.3 LBP旋转不变性及等价模式 LPB特征是灰度不变，但不是旋转不变的，同一幅图像，进行旋转以后，其特征将会有很大的差别，影响匹配的精度。Ojala在LBP算法上，进行改进，实现了具有旋转不变性的LPB的特征。

实现方法：不断旋转圆形邻域得到一系列初始定义的LPB值，取最小值作为该邻域的值。

其中

表示具有旋转不变性的LBP特征。

为旋转函数，表示将

右循环

位。

1、举个例子，你是否困惑，一个图像的每一个像素点邻域内的像素点的值都是固定的，得到的采样点经过处理得到的值不是1就是0就已经确定下来了。那是如何实现圆形领域的旋转呢？

事实上，应该换个角度，并且是通过示例的方式来理解。

假设，我规定一个图像全部使用半径为1且采样点为8的邻域且这个领域中已经确定有四个点的为0，另外四个点为1，而组合顺序不定。比如其中的一种情况如下图：

那么我们可以想一下，会有多少种序列的排列情况。应该是

种事实上, 如果仅告知要使用半径为1采样点为8的邻域, 对于任意一个区域, 圆形LBP值会产生 256种不同的输出

注意邻域是由半径和采样点共同决定，并且是对图像所有像素点均使用相同种类的邻域

2、为了能将这个问题解释得稍微简单，我们再简化一个场景

假设某个像素点计算得到的二进制模式为：11100001，求解其旋转不变性处理后的LBP值(十进制)。

第一，由11100001可知，该像素点在进行LBP算子计算时的邻域设定为采样点为8。并且，该中心点所在邻域的8个像素点中存在4个位置的像素点的数值大于中心像素。1110001的LBP值是225。 第二，计算8个采样点且四个值为1的二进制模式，并且跟“11100001”类似的是这四个1的点要紧挨着进行旋转的二进制模式，如下图所示，除了11100001，还有另外7种模式。经过计算可知，加上11100001总共8种模式对应的LBP值中15是最小，所以11100001经过旋转处理后的LBP值就不再是225，而是15了。

同理，当某个像素点的二进制模式为以下7种(11110000、01111000、00111100、00011110、00001111、10000111、11000011)的任意一种，其旋转不变性的LBP值都是15！

等价模式：

一个LBP算子可以产生不同的二进制模式，对于

将会产生

种模式。比如

邻域内有

种模式。如此多的二值模式对于信息的提取和识别都是不利的。

Ojala等认为，在实际图像中，绝大多数LPB模式最多只包含两次从1到0或从0到1的跳变。

等价模式：当某个局部二进制模式所对应的循环二进制数从0到1或从1到0最多有两次跳变时，该局部二进制模式所对应的二进制就称为一个等价模式。

比如：00000000，11111111，11110010，10111111都是等价模式。

检查某种模式是否是等价模式：

将其和其移动一位后的二进制模式按位相减。并绝对值求和。若U

小于等于2，则为等价模式。

混合模式：除了等价模式之外的称为混合模式。

改进后的LPB模式数由2

(p为邻域集内的采集点数 ) 降维为

。维数减少，可以降低高频噪声的影响。Ojala认为等价模式占总模式中的绝大数。下图( a ), ( b ), ( c )等价模式分别占88%，93%和76%。

可以通过低通滤波的方法来增强等价模式所占的比例。图( c )经过高斯滤波后，其等价模式所占比可以增加到90%。

直方图计算 ​ ＬＢＰ有多少维，直方图就有多少个区间，直方图计算首先统计每一个区间里面的像素个数。一般还会将一副图划分几个子区域

​ 然后统计每个区域的直方图，即每个ＬＢＰ值出现的频率；然后对该直方图进行归一化处理。最后将得到的每个区域的统计直方图进行连接成为一个特征向量，也就是整幅图的LBP纹理特征向量。最后用分类器进行分类。

MB-LBP 传统的ＬＢＰ特征能获取的信息有限，ＭＢ－ＬＢＰ特征将一张图片划分为几个矩形区域，再分别获取矩形区域里面的特征。

2.3.4 人脸检测流程 人脸检测过程采用多尺度滑窗搜索方式，每个尺度通过一定步长截取大小为20x20的窗口，然后将窗口放到分类器中进行是不是人脸的判决，如果是人脸则该窗口通过所有分类器；反之，会在某一级分类器被排除。

2.3 基于OpenCV的实现

python

#coding:utf-8

import cv2 as cv

# 读取原始图像

img= cv.imread('E:/python-project/deep-learning/picture/test2.jpg')

#face_detect = cv2.CascadeClassifier('haarcascade_frontalface_default.xml')

face_detect = cv.CascadeClassifier("E:/python-project/deep-learning/picture/lbpcascade_frontalface_improved.xml")

# 检测人脸

# 灰度处理

gray = cv.cvtColor(img, code=cv.COLOR_BGR2GRAY)

# 检查人脸 按照1.1倍放到 周围最小像素为5

face_zone = face_detect.detectMultiScale(gray, scaleFactor = 2, minNeighbors = 2) # maxSize = (55,55)

print ('识别人脸的信息：\n',face_zone)

# 绘制矩形和圆形检测人脸

for x, y, w, h in face_zone:

# 绘制矩形人脸区域

cv.rectangle(img, pt1 = (x, y), pt2 = (x+w, y+h), color = [0,0,255], thickness=2)

# 绘制圆形人脸区域 radius表示半径

cv.circle(img, center = (x + w//2, y + h//2), radius = w//2, color = [0,255,0], thickness = 2)

# 设置图片可以手动调节大小

cv.namedWindow("Easmount-CSDN", 0)

# 显示图片

cv.imshow("Easmount-CSDN", img)

# 等待显示 设置任意键退出程序

cv.waitKey(0)

cv.destroyAllWindows()

c++

uchar GetMinBinary(uchar *binary)

{

// 计算8个二进制

uchar LBPValue[8] = { 0 };

for (int i = 0; i <= 7; ++i)

{

LBPValue[0] += binary[i] << (7 - i);

LBPValue[1] += binary[(i + 7) % 8] << (7 - i);

LBPValue[2] += binary[(i + 6) % 8] << (7 - i);

LBPValue[3] += binary[(i + 5) % 8] << (7 - i);

LBPValue[4] += binary[(i + 4) % 8] << (7 - i);

LBPValue[5] += binary[(i + 3) % 8] << (7 - i);

LBPValue[6] += binary[(i + 2) % 8] << (7 - i);

LBPValue[7] += binary[(i + 1) % 8] << (7 - i);

}

// 选择最小的

uchar minValue = LBPValue[0];

for (int i = 1; i <= 7; ++i)

{

if (LBPValue[i] < minValue)

{

minValue = LBPValue[i];

}

}

return minValue;

}

//计算9种等价模式

int ComputeValue9(int value58)

{

int value9 = 0;

switch (value58)

{

case 1:

value9 = 1;

break;

case 2:

value9 = 2;

break;

case 4:

value9 = 3;

break;

case 7:

value9 = 4;

break;

case 11:

value9 = 5;

break;

case 16:

value9 = 6;

break;

case 22:

value9 = 7;

break;

case 29:

value9 = 8;

break;

case 58:

value9 = 9;

break;

}

return value9;

}

//灰度不变常规LBP(256)

void NormalLBPImage(const Mat &srcImage, Mat &LBPImage)

{

CV_Assert(srcImage.depth() == CV_8U && srcImage.channels() == 1);

LBPImage.create(srcImage.size(), srcImage.type());

Mat extendedImage;

copyMakeBorder(srcImage, extendedImage, 1, 1, 1, 1, BORDER_DEFAULT);

// 计算LBP特征图

int heightOfExtendedImage = extendedImage.rows;

int widthOfExtendedImage = extendedImage.cols;

int widthOfLBP = LBPImage.cols;

uchar *rowOfExtendedImage = extendedImage.data + widthOfExtendedImage + 1;

uchar *rowOfLBPImage = LBPImage.data;

for (int y = 1; y <= heightOfExtendedImage - 2; ++y, rowOfExtendedImage += widthOfExtendedImage, rowOfLBPImage += widthOfLBP)

{

// 列

uchar *colOfExtendedImage = rowOfExtendedImage;

uchar *colOfLBPImage = rowOfLBPImage;

for (int x = 1; x <= widthOfExtendedImage - 2; ++x, ++colOfExtendedImage, ++colOfLBPImage)

{

// 计算LBP值

int LBPValue = 0;

if (colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage - 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 128;

if (colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 64;

if (colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage + 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 32;

if (colOfExtendedImage[0 + 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 16;

if (colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage + 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 8;

if (colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 4;

if (colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage - 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 2;

if (colOfExtendedImage[0 - 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 1;

colOfLBPImage[0] = LBPValue;

}

}

}

// 等价灰度不变LBP(58)

void UniformNormalLBPImage(const Mat &srcImage, Mat &LBPImage)// 计算等价模式LBP特征图

{

// 参数检查，内存分配

CV_Assert(srcImage.depth() == CV_8U && srcImage.channels() == 1);

LBPImage.create(srcImage.size(), srcImage.type());

// 计算LBP图

// 扩充原图像边界，便于边界处理

Mat extendedImage;

copyMakeBorder(srcImage, extendedImage, 1, 1, 1, 1, BORDER_DEFAULT);

// 构建LBP 等价模式查找表

//int table[256];

//BuildUniformPatternTable(table);

// LUT(256种每一种模式对应的等价模式)

static const int table[256] = { 1, 2, 3, 4, 5, 0, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 9, 0, 10, 11, 12, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 13, 0, 0, 0, 14, 0, 15, 16, 17, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 18, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 19, 0, 0, 0, 20, 0, 21, 22, 23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 24, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 25,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 26, 0, 0, 0, 27, 0, 28, 29, 30, 31, 0, 32, 0, 0, 0, 33, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 34, 0, 0, 0, 0

, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 35, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0, 36, 37, 38, 0, 39, 0, 0, 0, 40, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 41, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 42

, 43, 44, 0, 45, 0, 0, 0, 46, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 47, 48, 49, 0, 50, 0, 0, 0, 51, 52, 53, 0, 54, 55, 56, 57, 58 };

// 计算LBP

int heightOfExtendedImage = extendedImage.rows;

int widthOfExtendedImage = extendedImage.cols;

int widthOfLBP = LBPImage.cols;

uchar *rowOfExtendedImage = extendedImage.data + widthOfExtendedImage + 1;

uchar *rowOfLBPImage = LBPImage.data;

for (int y = 1; y <= heightOfExtendedImage - 2; ++y, rowOfExtendedImage += widthOfExtendedImage, rowOfLBPImage += widthOfLBP)

{

// 列

uchar *colOfExtendedImage = rowOfExtendedImage;

uchar *colOfLBPImage = rowOfLBPImage;

for (int x = 1; x <= widthOfExtendedImage - 2; ++x, ++colOfExtendedImage, ++colOfLBPImage)

{

// 计算LBP值

int LBPValue = 0;

if (colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage - 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 128;

if (colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 64;

if (colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage + 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 32;

if (colOfExtendedImage[0 + 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 16;

if (colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage + 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 8;

if (colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 4;

if (colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage - 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 2;

if (colOfExtendedImage[0 - 1] >= colOfExtendedImage[0])

LBPValue += 1;

colOfLBPImage[0] = table[LBPValue];

}

}

}

// 等价旋转不变LBP(9)

void UniformRotInvLBPImage(const Mat &srcImage, Mat &LBPImage)

{

// 参数检查，内存分配

CV_Assert(srcImage.depth() == CV_8U && srcImage.channels() == 1);

LBPImage.create(srcImage.size(), srcImage.type());

// 扩充图像，处理边界情况

Mat extendedImage;

copyMakeBorder(srcImage, extendedImage, 1, 1, 1, 1, BORDER_DEFAULT);

// 构建LBP 等价模式查找表

//int table[256];

//BuildUniformPatternTable(table);

// 通过查找表

static const int table[256] = { 1, 2, 3, 4, 5, 0, 6, 7, 8, 0, 0, 0, 9, 0, 10, 11, 12, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 13, 0, 0, 0, 14, 0, 15, 16, 17, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 18, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 19, 0, 0, 0, 20, 0, 21, 22, 23, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 24, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 25,

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 26, 0, 0, 0, 27, 0, 28, 29, 30, 31, 0, 32, 0, 0, 0, 33, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 34, 0, 0, 0, 0

, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 35, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,

0, 0, 0, 0, 36, 37, 38, 0, 39, 0, 0, 0, 40, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 41, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 42

, 43, 44, 0, 45, 0, 0, 0, 46, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 47, 48, 49, 0, 50, 0, 0, 0, 51, 52, 53, 0, 54, 55, 56, 57, 58 };

uchar binary[8] = { 0 };// 记录每个像素的LBP值

int heigthOfExtendedImage = extendedImage.rows;

int widthOfExtendedImage = extendedImage.cols;

int widthOfLBPImage = LBPImage.cols;

uchar *rowOfExtendedImage = extendedImage.data + widthOfExtendedImage + 1;

uchar *rowOfLBPImage = LBPImage.data;

for (int y = 1; y <= heigthOfExtendedImage - 2; ++y, rowOfExtendedImage += widthOfExtendedImage, rowOfLBPImage += widthOfLBPImage)

{

// 列

uchar *colOfExtendedImage = rowOfExtendedImage;

uchar *colOfLBPImage = rowOfLBPImage;

for (int x = 1; x <= widthOfExtendedImage - 2; ++x, ++colOfExtendedImage, ++colOfLBPImage)

{

// 计算旋转不变LBP(最小的二进制模式)

binary[0] = colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage - 1] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[1] = colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[2] = colOfExtendedImage[0 - widthOfExtendedImage + 1] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[3] = colOfExtendedImage[0 + 1] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[4] = colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage + 1] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[5] = colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[6] = colOfExtendedImage[0 + widthOfExtendedImage - 1] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

binary[7] = colOfExtendedImage[0 - 1] >= colOfExtendedImage[0] ? 1 : 0;

int minValue = GetMinBinary(binary);

// 计算58种等价模式LBP

int value58 = table[minValue];

// 计算9种等价模式

colOfLBPImage[0] = ComputeValue9(value58);

}

}

}

//灰度不变常规LBP(256)特征

void NormalLBPFeature(const Mat &srcImage, Size cellSize, Mat &featureVector)

{

// 参数检查，内存分配

CV_Assert(srcImage.depth() == CV_8U && srcImage.channels() == 1);

Mat LBPImage;

NormalLBPImage(srcImage, LBPImage);

// 计算cell个数

int widthOfCell = cellSize.width;

int heightOfCell = cellSize.height;

int numberOfCell_X = srcImage.cols / widthOfCell;// X方向cell的个数

int numberOfCell_Y = srcImage.rows / heightOfCell;

// 特征向量的个数

int numberOfDimension = 256 * numberOfCell_X*numberOfCell_Y;

featureVector.create(1, numberOfDimension, CV_32FC1);

featureVector.setTo(Scalar(0));

// 计算LBP特征向量

int stepOfCell = srcImage.cols;

int pixelCount = cellSize.width*cellSize.height;

float *dataOfFeatureVector = (float *)featureVector.data;

// cell的特征向量在最终特征向量中的起始位置

int index = -256;

for (int y = 0; y <= numberOfCell_Y - 1; ++y)

{

for (int x = 0; x <= numberOfCell_X - 1; ++x)

{

index += 256;

// 计算每个cell的LBP直方图

Mat cell = LBPImage(Rect(x * widthOfCell, y * heightOfCell, widthOfCell, heightOfCell));

uchar *rowOfCell = cell.data;

for (int y_Cell = 0; y_Cell <= cell.rows - 1; ++y_Cell, rowOfCell += stepOfCell)

{

uchar *colOfCell = rowOfCell;

for (int x_Cell = 0; x_Cell <= cell.cols - 1; ++x_Cell, ++colOfCell)

{

++dataOfFeatureVector[index + colOfCell[0]];

}

}

// 一定要归一化！否则分类器计算误差很大

for (int i = 0; i <= 255; ++i)

dataOfFeatureVector[index + i] /= pixelCount;

}

}

}

// 等价灰度不变LBP(58)特征

void UniformNormalLBPFeature(const Mat &srcImage, Size cellSize, Mat &featureVector)

{

// 参数检查，内存分配

CV_Assert(srcImage.depth() == CV_8U && srcImage.channels() == 1);

Mat LBPImage;

UniformNormalLBPImage(srcImage, LBPImage);

// 计算cell个数

int widthOfCell = cellSize.width;

int heightOfCell = cellSize.height;

int numberOfCell_X = srcImage.cols / widthOfCell;// X方向cell的个数

int numberOfCell_Y = srcImage.rows / heightOfCell;

// 特征向量的个数

int numberOfDimension = 58 * numberOfCell_X*numberOfCell_Y;

featureVector.create(1, numberOfDimension, CV_32FC1);

featureVector.setTo(Scalar(0));

// 计算LBP特征向量

int stepOfCell = srcImage.cols;

int index = -58;// cell的特征向量在最终特征向量中的起始位置

float *dataOfFeatureVector = (float *)featureVector.data;

for (int y = 0; y <= numberOfCell_Y - 1; ++y)

{

for (int x = 0; x <= numberOfCell_X - 1; ++x)

{

index += 58;

// 计算每个cell的LBP直方图

Mat cell = LBPImage(Rect(x * widthOfCell, y * heightOfCell, widthOfCell, heightOfCell));

uchar *rowOfCell = cell.data;

int sum = 0; // 每个cell的等价模式总数

for (int y_Cell = 0; y_Cell <= cell.rows - 1; ++y_Cell, rowOfCell += stepOfCell)

{

uchar *colOfCell = rowOfCell;

for (int x_Cell = 0; x_Cell <= cell.cols - 1; ++x_Cell, ++colOfCell)

{

if (colOfCell[0] != 0)

{

// 在直方图中转化为0~57，所以是colOfCell[0] - 1

++dataOfFeatureVector[index + colOfCell[0] - 1];

++sum;

}

}

}

// 一定要归一化！否则分类器计算误差很大

for (int i = 0; i <= 57; ++i)

dataOfFeatureVector[index + i] /= sum;

}

}

}

// 等价旋转不变LBP(9)特征

void UniformRotInvLBPFeature(const Mat &srcImage, Size cellSize, Mat &featureVector)

{

// 参数检查，内存分配

CV_Assert(srcImage.depth() == CV_8U && srcImage.channels() == 1);

Mat LBPImage;

UniformRotInvLBPImage(srcImage, LBPImage);

// 计算cell个数

int widthOfCell = cellSize.width;

int heightOfCell = cellSize.height;

int numberOfCell_X = srcImage.cols / widthOfCell;// X方向cell的个数

int numberOfCell_Y = srcImage.rows / heightOfCell;

// 特征向量的个数

int numberOfDimension = 9 * numberOfCell_X*numberOfCell_Y;

featureVector.create(1, numberOfDimension, CV_32FC1);

featureVector.setTo(Scalar(0));

// 计算LBP特征向量

int stepOfCell = srcImage.cols;

int index = -9;// cell的特征向量在最终特征向量中的起始位置

float *dataOfFeatureVector = (float *)featureVector.data;

for (int y = 0; y <= numberOfCell_Y - 1; ++y)

{

for (int x = 0; x <= numberOfCell_X - 1; ++x)

{

index += 9;

// 计算每个cell的LBP直方图

Mat cell = LBPImage(Rect(x * widthOfCell, y * heightOfCell, widthOfCell, heightOfCell));

uchar *rowOfCell = cell.data;

int sum = 0; // 每个cell的等价模式总数

for (int y_Cell = 0; y_Cell <= cell.rows - 1; ++y_Cell, rowOfCell += stepOfCell)

{

uchar *colOfCell = rowOfCell;

for (int x_Cell = 0; x_Cell <= cell.cols - 1; ++x_Cell, ++colOfCell)

{

if (colOfCell[0] != 0)

{

// 在直方图中转化为0~8，所以是colOfCell[0] - 1

++dataOfFeatureVector[index + colOfCell[0] - 1];

++sum;

}

}

}

// 直方图归一化

for (int i = 0; i <= 8; ++i)

dataOfFeatureVector[index + i] /= sum;

}

}

}