专利名称：一种基于度量信息的形状匹配方法
技术领域：
本发明属于计算机视觉领域，涉及形状描述及匹配，特别涉及到一种基于度量信息的形状匹配方法。
背景技术：
形状匹配是计算机视觉里中的ー个重要研究方向，与物体识别、字符识别、图像检索、医学图像分析等方向联系紧密。形状作为人类观察和识别物体的重要依据，一直以来就受到关注。而形状匹配的目的就是寻找一种简单、有效的形状特征描述方式，既能区分不同种类物体的形状差异，又能容忍同类物体中不同个体的形状变形。所以关键就是找到ー个合适的平衡点，在区分性和变形性之间取得最佳效果。目前比较常见的形状特征描述方法主要分成基于全局信息的方法和基于局部信息的方法。基于全局信息的形状描述方法主要关注形状整体特征，对于形状局部变形不敏感，但是也因此无法描述形状的细节特征，常见的方法包括傅里叶变换，小波变换等方法。相反，基于局部信息的形状描述方法则主要关注形状的局部特征，通常对形状的各个轮廓点都有精准的描述，但是对于局部的噪声和变形比较敏感，常见的方法包括曲率尺度空间，形状上下文(Shape ConteXt，SC)等。针对全局方法和局部方法的互补性，有方法将两者有效结合，提出了 Shape tree, Contour flexibility等描述方法,并取得了不错的效果。然而这种复合型的方法特征描述符生成复杂，计算复杂度高，形状匹配效率低，不利于在实际中应用。哈尔滨工程大学的中国发明专利，申请号201210150026，“基于分数傅立叶变换的形状描述方法”，该专利是基于分数傅立叶变换，该方法保证了使得所描述的特征既和物体的边界轮廓有关，又与物体的内部区域有夫，然而对形状的细节特征的描述稍有欠缺。同济大学的中国发明专利，，申请号200910046267，“基于最小变形能的图像单向逐点匹配方法”，该专利基于轮廓特征匹配方法，计算量比较小，然而该方法需要事先指定起始的匹配点，在方法的自适应方面稍有欠缺，而且该方法对局部微小变形的区分度也不够。
发明内容
本发明提出了ー种新的基于度量信息的形状描述及匹配方法，解决了现有技术的不足，该方法生成的形状特征描述符相对简单，仅需要度量信息进行描述。本发明的技术方案包括如下步骤:步骤1.对原始图像利用边缘检测的方法提取轮廓。步骤2.在轮廓上进行均匀采样，采样点数为N。N个轮廓采样点表示为)v_ レ1，X], ，Xnj o
步骤3.计算任ー轮廓采样点Xi (i = I, 2,..., N)的度量信息。步骤3-1以Xi为起始点，逆时针扫描其他轮廓采样点，计算Xi到其它所有轮廓采样点的欧式距离(Euclidean Distance, ED)。步骤3-2从\点做轮廓的切线，当其它轮廓采样点在切线左侧，则距离为正，在切线右侧则距离为负。步骤3-3将上面计算得到的Xi点到其他轮廓采样点的距离形成如下特征向量Dp
权利要求
1.一种基于度量信息的形状匹配方法，其特征包括以下步骤， 步骤1.对原始图像利用边缘检测的方法提取轮廓； 步骤2.在轮廓上进行均匀采样，采样点数为N ;N个轮廓采样点表示为X_ {x1, x2， x8，}; 步骤3.计算任ー轮廓采样点Xi (i = 1，2，...，N)的度量信息； 步骤3-1以Xi为起始点，逆时针扫描其他轮廓采样点，计算Xi到其它所有轮廓采样点的欧式距离(Euclidean Distance, ED)； 步骤3-2从\点做轮廓的切线，当其它轮廓采样点在切线左侧，则距离为正，在切线右侧则距离为负； 步骤3-3将上面计算得到的Xi点到其他轮廓采样点的距离形成如下特征向量Di ；
2.根据权利要求1所述的形状匹配方法，其特征在于，对于步骤3中对度量信息的计算可以用三角形半径作为度量信息，即用以下步骤替换步骤3: 步骤3-1.对于轮廓上的采样点Xi，点ゎ和xi+1分别是它的左右相邻点，轮廓上其它任一轮廓点Xj都能够和Xh及xi+1构成ー个三角形；设Cl1表示Xh和Xj之间的欧式距离，d2表示Xi+1和Xj之间的距离，d3表示Xg和xi+1之间的距离； 步骤3-2.用如下公式计算三角形的半周长Lu，面积Hu和半径Riij:
全文摘要
本发明属于计算机视觉领域，涉及到一种基于度量信息的形状匹配方法。首先，将形状轮廓点的度量信息作为特征描述子，建立轮廓点与整体形状之间的约束关系；其次，为增强本发明对形状局部特征对微小变形的适应性，将度量信息进行分段平滑处理；最后，将这种基于度量的方法进行推广，用欧氏距离、三角形半径等度量方式生成特征描述符。该方法的特点是生成的形状特征描述符相对简单，仅仅需要简单的分段建模和数据计算，就能够对平面目标性状进行描述及匹配操作，运算时间大大减少，增加了其通用性。本发明的方法具有平移、旋转不变性，且计算简单，维度较低，对于局部变形比较稳定。
文档编号G06T7/00GK103093461SQ20131001126
公开日2013年5月8日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者贾棋, 郭禾, 樊鑫, 李凤歧, 王祎, 刘宇 申请人:大连理工大学