[0033] 设Pn为原点0点，则Pn-i，Pn+dPPn三点的位置关系有1 2种可能，方向编码为0-11，用 数字序列anbn表不它们之间的关系，所述an是Pn-lPn的曲率对应的方向序列，bn是PnPn+1的曲 率对应的方向序列。例如28意味着iPrrf是方向编码为2的顶点，p n+1是方向编码为8的顶点。 根据排列组合原理，共存右A212 = 132种可能性。
[0034] 如图2所示，根据离散点的曲率近似公式
[0035] 得到平面曲线离散各个点的曲率，其中€(是?11-1，？11+1两点切线的夹角，？ 11-1?11是?11-1、 卩^:两点间的距离，两点间的距离，设像素点间的长度计算A1为：当i/3 = 0时， 厶1 = 1;当；[/3 = 1、2时，么1、二（2*/^)/3(.1€1'1，.0<.」：^7)根据上述曲率计算与？11- iPJVi的位置关系，将132种可能性归纳成六种情况，每个曲率用一个数字代替；
[0036] 根据上述曲率得出六种情况下的曲率描述；
[0037] 具体为：当切线夹角成30度时，数字序列差为1，曲率编码为5;当切线夹角成60度 时，数字序列差为2，曲率编码为4;当切线夹角成90度时，数字序列差为3，曲率编码为3;当 切线夹角成120度时，数字序列差为4,曲率编码为2;当切线夹角成150度时，数字序列差为 5,曲率编码为1;当切线夹角成180度时，数字序列差为6,曲率编码为0。
[0038] 如表1所示：
[0039] 表1二维目标轮廓离散后相邻点形成的曲率表
[0040]
[0041] S5将离散化提取到的曲线各像素点的曲率存放在一维线性表中，定义线性表的第 一个元素为起始点的方向位，若起始点的方向为方向编码4时，则方向位记为2;若起始点的 方向编码6时，方向位记为0;若起始点的方向编码7时，方向位记为-1;若起始点的方向为图 3中的方向编码8时，则方向位记为-2;从第二个元素开始，存储Pi，P 2，…，PN的曲率值。
[0042] S6如图4所示，在图像重建过程中，根据S5中编码的方式及S4中存储在线性表内的 曲线的曲率信息，得出下一个点的位置对应关系。
[0043]具体是先确定起始点Ρο,利用方向位确定Pi的位置，将线段ΡοΡι的方向记为an，再根 据表2的对应关系确定bn的方向，循环该步骤，直到η = N为止。所述方向序列anbn表示Pn-1， Ρη+4ΡΡ η间的关系，1^是离散点的曲率，则分析各种情况下的数字序列(an，kn)，归纳出匕与 (a n，kn)之间的对应关系如下：当an+kn = 6时，bn为0;当an+kn = 7或-5时，bn为1;当an+kn = 8 或-4时，bn为2;当an+kn = 9或-3时，bn为3;当an+kn= 10或-2时，bn为4;当an+kn= 11 或-1 时，bn 为5;当an+kn= 12或0时，bn为6;当an+kn= 13或1时，bn为7;当an+kn= 14或2时，bn为8;当an+kn =15或3时，bn为9;当an+kn= 16或4时，bn为10;当an+kn= 17时，bn为0。如图5所示，bn = 0时的 数字序列(an，kn)情况，此时的1^由相邻三点的角度确定（如表1)，表2中其他b n值的对应关 系，可类似推出。
[0044] 表2二维目标轮廓离散后曲率值bn的确定
[0045]
[0046] 本发明相比于现有的编码方法具有提取边缘信息方法简单，存储量小，重建方便 的特点。
[0047]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于曲率的二维目标轮廓的编码方法，其特征在于，包括如下步骤： S1平面闭合曲线起始点的确定，定义给定平面闭合曲线C:r = r(s) = {x(s)，y(s)}，令 起始点P〇(x〇，y。），x〇 = max{x| (x，y) ec}，y〇=min{y |x = x。，（x，y) ec}，定义逆时针为曲率 提取运动的正方向； S2平面闭合曲线曲率符号的确定，曲率表示某点P的弯曲程度，是非负值，定义曲线C:r = r(s)上的邻近两点PKs+AsWPMs-As)作线段PA，当As-〇时，若线段PA在目标轮 廓闭合曲线内，则为正;若线段PiP 2在目标轮廓闭合曲线外，则为负;其他情况，则为〇; S3将给定的目标平面闭合曲线轮廓边缘离散化，并以逆时针排列的像素点坐标Po， Ρι，···，Ρν来描述目标轮廓，其中Pq = Pn; S4平面曲线离散后，将相对位置平均分为12个方向，每相邻两个方向之间的夹角是30 度，以水平正方向的编码为0,依次每隔30度的，按照逆时针方向编码为1-11，SPn为原点0 点，则Pn-hPn+^Pn三点的位置关系有12种可能，方向编码为0-11，用数字序列a nbn表示它们 之间的关系，个点的曲率，其中α是Ph，pn+1两点切线的夹角，Pn-iPn是Ph、pn两点间的距离，p npn+^ pn、pn+1两点间的距离，根据上述曲率得出六种情况下的曲率描述； S5将各个点曲率存放在线性表内，第一个元素为起始点的方向位，从第二个元素开始， 依次存放Pi，P2，…，Pn各点曲率;所述起始点的方向位有5种可能，其方向编码为4、5、6、7、8， 本方法用2、1、0、-1、-2分别对应其5个方向编码作为初始编码； S6曲率重建，根据编码的方式及存储在线性表内的曲线的曲率信息，得出下一个点的 位置对应关系。2. 根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，所述S4中根据上述曲率近似公式得出 六种情况下的曲率描述，具体为：当切线夹角成30度时，数字序列差为1，曲率编码为5;当切 线夹角成60度时，数字序列差为2,曲率编码为4;当切线夹角成90度时，数字序列差为3,曲 率编码为3;当切线夹角成120度时，数字序列差为4,曲率编码为2;当切线夹角成150度时， 数字序列差为5,曲率编码为1;当切线夹角成180度时，数字序列差为6,曲率编码为0。3. 根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，所述S6中先确定起始点P〇,利用方向位 确定Pi的位置，将线段ΡοΡι的方向记为a n，得到对应关系确定bn的方向，直到n = N为止。4. 根据权利要求3所述的编码方法，其特征在于，所述方向序列anbn表示间 的关系，1^是离散点的曲率，则分析各种情况下的数字序列(an，kn)，归纳出bj^(a n，kn)之间 的位置曲率对应关系如下：当an+kn = 6时，bn为0;当an+kn = 7或-5时，bn为1;当an+kn = 8或-4 时，bn为2;当an+kn = 9或-3时，bn为3;当an+kn= 10或-2时，bn为4;当an+kn= 11 或-1 时，bn为5; 当an+kn= 12或0时，bn为6;当an+kn= 13或 1时，bn为7;当an+kn= 14或2时，bn为8;当an+kn= 15 或3时，bn为9;当an+kn= 16或4时，bn为 10;当an+kn= 17时，bn为0。5. 根据权利要求1所述的编码方法，其特征在于，所述平面曲线离散后，将相对位置平 均分为12个方向，每相邻两个方向之间的夹角是30度，以水平正方向即与水平方向成0度的 方向的编码为〇,依次每隔30度的，按照逆时针方向编码为1-11，方向编码为1即与水平方向 成30度，方向编码为2即与水平方向成60度，方向编码为3的方向即与水平方向成90度，方向 编码为4的方向即与水平方向成120度，方向编码为5的方向即与水平方向成150度，方向编 码为6的方向即与水平方向成180度，方向编码为7的方向即与水平方向成210度，方向编码 为8的方向即与水平正方向成240度，方向编码为9的方向即与水平方向成270度，方向编码 为10的方向即与水平方向成300度，方向编码为11的方向即与水平方向成330度。
【专利摘要】本发明公开了一种基于曲率的二维目标轮廓的编码方法，本发明通过对离散后的目标轮廓像素点均匀分为12个相对位置，设计了6种码值，运用这种编码方法对目标轮廓的曲率进行提取，建立相邻像素点之间的相对位置关系。这种方法可以避免传统轮廓编码方法使编码发生改变发现象，同时减少计算的复杂性。在目标匹配中，可以较好地进行平面曲线轮廓匹配，而且可以很好地解决有遮挡情况下的匹配问题。
【IPC分类】G06K9/62
【公开号】CN105678326
【申请号】CN201511033247
【发明人】杜娟, 陈芳, 胡跃明
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2015年12月31日