一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及计算机视觉领域，尤其涉及一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方 法，能够快速有效的在人造图像及自然场景中检测出螺旋结构的对称中心。
【背景技术】
[0002] 近年来，鉴于在理解图像结构和内容方面的重要作用，径向对称结构检测已经得 到了很大的发展[1-3]，其中最基本的就是检测对称结构的中心。螺旋对称是由径向对称泛 化而来。特别的，在极坐标（p，Q)下，一个具有图心0 = (xj。）的等角螺线能表示成：
[0003] p=aebe (1)
[0004] 这里a是初始半径，b是增长率。
[0005] 根据Weyl[4]，旋转对称一般分为两类：⑴具有有限模式的旋转对称；（ii)具有 无限模式的旋转对称。实际上，螺旋模型（1)是最普遍的具有无限模式的旋转对称结构。如 图（1)所示，螺旋对称结构在真实世界中是普遍存在的。传统的旋转对称结构是螺旋对称 结构的一个特殊情况（当b= 0)。目前已经有了一些与螺旋对称结构检测相关的工作，并 且这些工作都有各自的解决方法。一个例子是热带气旋（TC)定位问题，这个问题通常表达 为一个螺旋适配问题，使用区域优先或提取向量场来从若干幅卫星图像上进行求解[5, 6]。
[0006] 然而，就目前所知，现在还没有从单幅图像上检测螺旋对称结构的相关工作，由于 在理解图像内容和结构方面都起到了重要作用，径向对称结构的相关检测工作已经成为了 计算机视觉领域一个备受关注的主题。于是，本方法提出了一种单幅图像螺旋对称中心快 速检测的方法。
【发明内容】
[0007] 本发明提供了一种单幅图像螺旋对称中心快速检测的方法，本发明利用了匹配特 征三元组（MRFs)方法来求得螺旋对称中心的可能位置；依靠价值度霍夫投票，可靠的求得 螺旋对称结构的主螺旋图心，详见下文描述：
[0008] 一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方法，所述方法包括以下步骤：
[0009] 匹配特征三元组的提取；
[0010] 每个匹配特征三元组产生一个圆心候选点；
[0011] 对圆心候选点霍夫投票求主图心位置；
[0012] 其中，所述匹配特征三元组具体为：
[0013]
【主权项】
1. 一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤： 匹配特征三元组的提取； 每个匹配特征三元组产生一个圆心候选点； 对圆心候选点霍夫投票求主图心位置； 其中，所述匹配特征三元组具体为：
P为所有Tijk的集合，其中Pi，Pj，Pk代表图像中的三个特征，P广Pj?Pk表示对于特 征Pi来说，P」，Pk是离Pi最近的两个特征； Pi=(x (Xpy)为坐标；<i>i为方向；si为尺度。
2. 根据权利要求1所述的一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方法，其特征在于，所 述每个匹配特征三元组产生一个圆心候选点的步骤具体为： (KikAij-KijAik)x0+- (KjjjCjj-KjjC^)y〇其中，螺旋图心〇ijk= (xQ，yQ); Kuv=tan〇u-<i> v)，Auv=(yu_yv)_KUV(xu+xv)， Buv=Kuv(xuxv+yuyv)+xuyv-xvyu,Cuv=(xu~xv)+KUV (yu+yv)； 这些变量都是根据一个I^k求得的，取uv=ij和ik。
3. 根据权利要求1所述的一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方法，其特征在于，所 述对圆心候选点霍夫投票求主图心位置的步骤具体为：
其中，第二个式子中，tjk 一个匹配特征三元组，Cijk为通过Tijk计算得到的螺旋线图心。mean(Tijk)计算了一个匹配特征三元组中每个特征到由这个三元组得到图心的距离的平均 值；第一个式子中，得到所有三元组按照二式计算得到的最大值，e为 误差参数;Wijk为权重。
【专利摘要】本发明公开了一种单幅图像螺旋对称中心快速检测方法，所述方法包括以下步骤：匹配特征三元组的提取；每个匹配特征三元组产生一个圆心候选点；对圆心候选点霍夫投票求主图心位置。本方法利用了匹配特征三元组(MRFs)方法来求得螺旋对称中心的可能位置；依靠价值度霍夫投票，可靠的求得螺旋对称结构的主螺旋图心；本方法能够可靠地检测出传统径向对称中心和更泛化的螺旋对称中心。同时，做了大量的实验证明了这个方法的有效性和优越性。
【IPC分类】G06T7-00, G06K9-46
【公开号】CN104574395
【申请号】CN201410847798
【发明人】冯伟, 孙济洲, 王建东, 张乾
【申请人】天津大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月30日