[發明專利]一種基于度量信息的形狀匹配方法

有效

• 申請號: 201310011263.8
• 申請日: 2013-01-14
• 公開（公告）號: CN103093461A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 賈棋;郭禾;樊鑫;李鳳歧;王祎;劉宇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種基于度量信息的形狀匹配方法，其特征包括以下步驟，

步驟1.對原始圖像利用邊緣檢測的方法提取輪廓；

步驟2.在輪廓上進行均勻采樣，采樣點數為N；N個輪廓采樣點表示為X={x₁,x₂,...,x_N}；

步驟3.計算任一輪廓采樣點x_i(i＝1,2,...,N)的度量信息；

步驟3-1以x_i為起始點，逆時針掃描其他輪廓采樣點，計算x_i到其它所有輪廓采樣點的歐式距離（Euclidean?Distance，ED）；

步驟3-2從x_i點做輪廓的切線，當其它輪廓采樣點在切線左側，則距離為正，在切線右側則距離為負；

步驟3-3將上面計算得到的x_i點到其他輪廓采樣點的距離形成如下特征向量D_i；

D_i=(d_i，i,d_i，i+1,...,d_i,N,d_i，1,...,d_i，i-1)???????????????（1）

其中，d_i，j表示x_i到x_j的距離，d_i，i值為0；

步驟4.生成分段形狀特征描述符；

步驟4-1指定一個局部平均的寬度S，然后將步驟3得到的特征向量D_i分成段，每一段的長度都是S，各段的輪廓采樣點序號分別為：[1,S],[S+1,2S]，...,[N-S+1,N]；

步驟4-2對每一段內的特征值計算加權平均值，其中表示S內每個輪廓點的權重，j=1,2,...,M表示輪廓點的分段數；

dSij=1SΣt=(j-1)S+1jSαitdit---(2)]]>

步驟4-3輪廓采樣點x_i的新的特征向量可以表示為

步驟5.對輪廓上所有的采樣點x_i(i＝1,2,...,N)重復使用步驟4的操作計算其距離特征向量DS_i，構成距離特征矩陣DS(X)=(DS₁,DS₂,...,DS_N)；

步驟6.對于特征矩陣DS(X)的每一行，采用行最大值進行規一化，規一化后的特征值在[-1,1]之間；

dSij=dSijmaxt=1,2...N{|dStj|}---(3)]]>

步驟7.計算形狀之間的相似度；

步驟7-1X和Y分別表示形狀A和B的輪廓采樣點集合。輪廓上任一采樣點可表示為：x_i∈X(i=1,2,...,N)，y_j∈Y(j=1,2,...,L)，其中N和L為采樣點個數；

步驟7-2利用L₁度量公式進行特征向量比較：

c(xi,yj)=Σt=1Mwt|dSxit-dSyjt|---(4)]]>

w_t表示各個局部特征值的權重，計算方式為

步驟7-3對于輪廓X={x_i}和Y={y_j}，通過步驟7-2公式的計算，可以得到相似性矩陣W：

W=c(x1,y1).........c(xi,yj).........c(xN,yL)]]>

步驟7-4尋找X和Y之間的對應關系g(x):X→Y，當輪廓點一一對應時最小；

步驟7-5形狀A和B之間的相似性表示為：

2.根據權利要求1所述的形狀匹配方法，其特征在于，對于步驟3中對度量信息的計算可以用三角形半徑作為度量信息，即用以下步驟替換步驟3：

步驟3-1.對于輪廓上的采樣點x_i，點x_i-1和x_i+1分別是它的左右相鄰點，輪廓上其它任一輪廓點x_j都能夠和x_i-1及x_i+1構成一個三角形；設d₁表示x_i-1和x_j之間的歐式距離，d₂表示x_i+1和x_j之間的距離，d₃表示x_i-1和x_i+1之間的距離；

步驟3-2.用如下公式計算三角形的半周長L_i，j，面積H_i,j和半徑R_i，j：

Li,j=12(d1+d2+d3)---(5)]]>

Hi,j=Li,j(Li,j-d1)(Li,j-d2)(Li,j-d3)---(6)]]>

Ri,j=Hi,jLi,j---(7)]]>

步驟3-3.將半徑信息組合起來作為該點的特征向量D_i=(R_i，i，R_i，i+1,...,R_i，N,R_i，1,...,R_i，i-1)。