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测绘新技术的理论与实践研究

的函数描述、滤波器个数、特征表达以及滤波器之间的相关性。

Gabor 滤波器组不具备正交性，滤波结果存在冗余信息。由于滤波器的对称
性质，在频谱平面表现为围绕原点对称的高斯函数，其长宽比、相互间隔、方向
数目确定了在频谱平面的分布情况。通常为了尽可能地检测所有方向和所有频率
的特征，滤波器组必须均匀覆盖矩形频谱平面，因此滤波器组设计时遵循的策略

为：Gabor 滤波器的响应在频谱的半峰幅值能相互接触，且互相不重叠。
多通道 Gabor 滤波器的方法简单直观、易于实现，通过配置合理的滤波器带

通区域，可以保证在纹理特征提取过程中信息不丢失；但是滤波器参数需要预先
给定，在一些特定的处理分析中不易达到最优。同时，由于涉及多个滤波器，计
算量大、处理速度慢，特征向量包含各个方向和频段的纹理信息，维数高、针对
性低、重点不突出。

基于上述分析，结合街区式居民地纹理的方向特性，采用多通道 Gabor 滤波
器并加以改进，设计的提取方法描述如下：
①确定滤波器方向参数 Θ。考虑到街区式居民地具有明显的统一朝向，滤波

器选取方向数目为 2，分别对应居民地的行列方向。方向角度通过计算居民地影
像傅里叶变换幅度谱的角向分布，结合居民地主方向角度差值接近 90°的约束
条件，确定角向分布曲线中峰值的具体位置。
②确定滤波器中心频率 f。傅里叶变换幅度谱的环特征描述了纹理的粗细程

度和周期强弱。在幅度谱的环状采样曲线上，除直流中心以外，若存在一个波峰
特别突出，理想状态下则表示原图像具有以该波峰频率为主频率的周期性成分存
在。峰值的大小反映了周期性成分在原图像中所占的比重，峰值越大，原始图像

的周期性越好。
依据居民地傅里叶变换幅度谱，分别沿滤波器方向进行径向分析，沿滤波器
方向的环状采样曲线。由于居民地影像具有较为明显的重复性，滤波器方向的幅
度谱波峰是居民地在行向或者列向周期性成分的叠置。同时，由于方向的限定，

削弱了随机信号以及其他方向随机成分的影响。因此，沿滤波器方向的幅度谱环
状采样曲线必然存在比较明显的波峰，波峰所处位置就是滤波器的中心频率。

③确定滤波器的标准差 σ。σ 取值过大，不利于表示图像的局部特性；取
值过小，则容易受到噪声的干扰。因此，实际应用中一般利用遥感图像的分辨率
确定 σ 取值。σx、σy，共同决定了滤波器的带宽，而 λ=σy/σx，则影响滤

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