力/触觉表达技术是一种基于人在真实场景中的力/触觉感知与操作机理,在虚拟场景中对人与周边环境、物体的交互过程进行仿真,为人提供逼近真实的感受的人机交互技术,将纹理引入力/触觉表达过程可以提高物体表面触感仿真的真实性,增强用户对虚拟环境的感知能力、对虚拟物体的识别能力。基于图像的纹理特征提取和力/触觉建模方法简洁有效,对配套硬件设备和先验信息要求低,具有很大的应用价值。本文将针对图像的纹理特征提取与力/触觉表达问题开展研究。在图像预处理阶段,将分数阶微分运算与灰度共生矩阵相结合,提取出纹理特征向量后用马尔科夫随机场模型实现感兴趣区域与背景区域的分割,利用模糊熵准则对分割结果进行优化。利用分数阶前后向积分和运算推导一种降噪滤波掩膜,在保证降噪效果的同时最大限度地保留图像的边缘轮廓和纹理信息。针对细节纹理图像和景物图像采用不同的特征提取框架。对于细节纹理图像,利用分数阶前后向微分差运算代替传统一阶微分,在Sobel算子的基础上构建特征提取算子,全面提取图像不同频段纹理的特征矢量应用于力/触觉表达系统。对于景物图像,首先利用基于相对全变分的图像分解方法将图像分解为纹理图和结构图；通过门限化处理和幂次变换对纹理图进行细节增强,得到图像细节纹理信息；对于结构图,采用基于流的级联高斯滤波框架提取出平滑、符合人真实视觉感知的轮廓线,作为反应物体宏观结构的特征量；将二者整合后应用力/触觉表达系统。最后,编程实现力/触觉表达软件平台,与力/触觉交互装置相结合构成力/触觉表达系统。利用原图像进行二维纹理贴图,实现外观渲染,利用特征提取框架所得结果创建法线贴图,实现三维凹凸映射,采用力/触觉渲染算法进行力/触觉表达。在此基础上进行相关实验,验证了本文所述图像纹理特征提取方法应用于力/触觉表达系统的优越性。