在圖像處理領域，Gabor濾波器通常用於紋理分析和特徵提取等方面，這主要是因為Gabor濾波器在頻率和方向上的表達類似於人類視覺系統。本節我們將使用Gabor算法對圖像進行處理，並結合餘弦相似度、歐氏距離度量方法及Naive檢索方法對圖像進行相似性檢索。
7.10.1 Gabor算法的使用
在 Windows 7 環境下，安裝 Microsoft Visual Studio 2010 軟件，並配置OpenCV2.4.9。
本算法對應的項目名稱是texture。打開texture文件夾，然後使用Visual Studio 2010編譯工具打開texuture.sln文件，並配置OpenCV2.4.9及以上版本。
數據輸入可在主函數的以下兩行代碼中修改：
第一行是圖像的格式，第二行是圖像文件夾的名稱。註：目前該代碼只能實現RGB圖像。
圖像的縮放比例參數在doGabor代碼中修改：
double scale = 0.5;
結果的輸出在當前項目路徑下的「CosEuDis_similityGABORFeature1.txt」或「EuDis_similityGABORFeature1.txt」文件中。其中前者是利用相似餘弦距離匹配後的結果，後者是利用歐氏距離匹配後的結果。註：本算法中，相似餘弦距離的閾值為0.50，歐氏距離的閾值為62000。
測試圖像為image1文件夾下的「\\image\\S001-002.jpg」圖像。
測試圖像集在當前項目下，文件名稱為image1。
按照以上步驟，執行texture.cpp文件即可。
7.10.2 Gabor算法原理
在空間域中，二維的Gabor濾波器由高斯核函數和正弦平面波的乘積組成。Gabor函數的數學公式如下[10,11]：
實數部分：
虛數部分：
(x, y)表示圖像中像素的位置（坐標）。
λ：波長，該參數以像素為單位。
θ：取值範圍0~2π，是Gabor函數並行條紋的方向，它決定了Gabor條紋的方向。
φ：指相位偏移，決定了Gabor函數的對稱性，如φ=0時，為中心對稱。
σ：高斯函數的標準差。
γ：空間的寬高比，它決定了Gabor條紋的尺度（大小）。
下面講述Gabor濾波器的相關參數調優。
參考文獻[10]基於C++實現了Gabor，運行上述程序時需要調整Gabor函數的參數。下面是通過調整參數得到的不同Gabor濾波結果，分別在圖7-12、圖7-13、圖7-14中進行展示。
（1）調整參數θ後的Gabor濾波結果比較（見圖7-12），其中其他參數為：γ=1.0，λ=10.0，σ=100,0。
圖7-12 調整參數θ後的Gabor濾波結果
（2）調整參數λ後的Gabor濾波結果比較（見圖7-13），其中其他參數為：θ=0，γ=1.0，σ= 100,0。
圖7-13 調整參數λ後的Gabor濾波結果
從上面的示例可以看出，Gabor濾波器具有方向選擇性（θ）和尺度選擇性（λ）。此外，對濾波器輸出產生影響的參數還有高斯函數的作用範圍，即高斯窗體。不同高斯窗體的濾波結果如圖7-14所示，其中width為濾波寬度，height為濾波高度。
圖7-14 調整參數width和height後的Gabor濾波結果
7.10.3 Gabor算法實現
在主函數中，讀取每一幅圖像，並調用doGabor函數獲得該圖像Gabor處理後的特徵，進而做PCA降維處理，再進行匹配。本書使用了文獻[12]中實現的Gabor濾波程序，相關代碼如下：
gaborfilter的相關具體實現如下：
7.10.4 Gabor算法的實驗數據、實驗結果及分析
1.實驗數據
該算法的實驗數據為當前路徑下的image1文件夾下的所有JPG圖像。原圖像的尺寸為1200×1600像素，在本次實驗中，我們設置的尺寸為0.5，也就是說，我們將圖像的尺寸縮放到600×800像素。
2.實驗結果
查詢圖像如圖7-15所示。
圖7-15 查詢圖像（6）
檢索出的部分相似圖像如圖7-16所示。
圖7-16 檢索出的部分相似圖像（6）
以下是實驗結果的兩個表格，其中，表7-5表示圖像庫中的圖像與檢索圖像之間的餘弦相似度，表7-6表示圖像庫中的圖像與檢索圖像之間的歐氏距離。「yes」表示返回機器視覺上的相似圖像，換而言之，表示在閾值範圍內的相似圖像。
基於餘弦相似度度量的Gabor圖像檢索算法的實驗結果如表7-5所示。
表7-5 基於餘弦相似度度量的Gabor圖像檢索算法的實驗結果
續表
基於歐氏距離度量的Gabor圖像檢索算法的實驗結果如表7-6所示。
表7-6 基於歐氏距離度量的Gabor圖像檢索算法的實驗結果
續表
續表
3.實驗分析
從實驗結果中看出，該算法對圖像的塗抹、覆蓋很敏感。但是整體上，匹配到的相似圖像的成效尚可。基於餘弦相似度度量的Gabor算法的閾值為0.50，查准率為29/31×100%=93.5%，查全率為29/40×100%=72.5%。基於歐氏距離度量的Gabor算法的閾值為62000，查准率為37/41×100%=90.2%，查全率為37/40×100%=92.5%。