[發明專利]基于圖元形狀信息的層間輪廓匹配方法

有效

• 申請號: 201310255049.7
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN103310232A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 段黎明;谷明輝;曹雙輝;張霞;葉勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06K9/64
• 分類號: G06K9/64
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 王翔

1.基于圖元形狀信息的層間輪廓匹配方法，其特征在于包括以下步驟：

1)獲取被測物體的矢量化層輪廓模型,其中矢量化層輪廓由圓、圓弧和直線段三種圖元組成；

2)對分別處于相鄰兩層中的所述圖元進行層間匹配，包括層間圓與圓匹配、層間圓與圓弧匹配、層間圓弧與圓弧匹配和層間直線段與直線段匹配；其中層間圓與圓匹配、層間圓與圓弧匹配和層間圓弧與圓弧匹配是通過判斷各圓或圓弧的半徑長度和圓心位置的接近程度進行匹配的；層間直線段與直線段匹配是通過判斷各直線段平行接近和端點接近進行匹配的；

3)在相鄰兩層中針對步驟2)中已配對的圖元，對由圓弧和直線段組成的復合輪廓進行兩兩匹配，在相鄰兩層中的任一層選定任一個復合輪廓作為待匹配復合輪廓，檢索并驗證構成所述待匹配復合輪廓的所有圖元是否除了與對象輪廓匹配之外，都不再與其他輪廓中的圖元匹配，如是則待匹配復合輪廓與對象輪廓層間相互匹配，否則不匹配；

4)對相鄰兩層中經過步驟3)仍未匹配的圓和復合輪廓利用兩輪廓形心的接近程度進行層間一一匹配；

5)對經步驟3)和4)后仍未匹配的圓和復合輪廓利用兩輪廓形心的接近程度進行層間分叉輪廓匹配；

6)對經以上各步驟匹配后所剩余的輪廓進行層間退化輪廓匹配處理，即求退化點，方法為作過對象輪廓形心且與兩層層心連線的平行的直線與另一平面的交點即為退化點。

2.根據權利要求1所述基于圖元形狀信息的層間輪廓匹配方法，其特征在于：步驟2)通過判斷各圓或圓弧的半徑長度和圓心位置的接近程度進行匹配的步驟如下：

2a)分別在相鄰的層I和層II中按照圓心重合、半徑相等的原則將多個圓弧組合成一體，獲得圓弧組合；

2b)在層I中選定一圓或圓弧組合作為匹配的基準圓或基準圓弧組合O_b，半徑為r_b；

2c)遍歷層II中的圓或圓弧組合，尋找目標圓或圓弧組合，滿足|r_i-r_b|≤τ_r，r_i表示目標圓或圓弧組合的半徑，r_b表示基準圓或基準圓弧組合的半徑，τ_r表示閾值；

2d)在層I中連接層心S₁和O_b兩點，對基準圓或圓弧組合O_b構建基準向量在層II中以同樣方法對各個目標圓或圓弧組合構建待匹配向量在待匹配向量中尋找與基準向量最接近的向量，獲得與基準圓或基準圓弧組合O_b匹配的圓或圓弧組。

3.根據權利要求1所述基于圖元形狀信息的層間輪廓匹配方法，其特征在于：步驟2)所述判斷各直線段平行接近和端點接近的步驟如下：

3a)將層I和層II中的所有直線段按從左到右的方向構建直線段向量，在層I中選取一個作為基準直線段向量，在層Ⅱ中尋找與層Ⅰ中基準直線段向量平行的待匹配直線段向量；

3b)判斷各待匹配直線段向量與基準直線段向量是否處在各自層心的同側，如果在同側，則保留該待匹配直線段向量，否則丟掉；

3c)將由所述步驟3a)和3b)兩步驟所得的待匹配直線段向量的起始端點和終止端點分別與基準直線段向量的起始端點和終止端點連接為起始端點連線和終止端點連線，在每個待匹配直線段向量的起始端點連線和終止端點連線的距離中保留最大值，比較各個最大值獲得其中的最小值，該最小值所對應的待匹配直線段向量即與基準直線段向量匹配。

4.根據權利要求1所述基于圖元形狀信息的層間輪廓匹配方法，其特征在于：步驟4)中的圓和復合輪廓匹配步驟如下：

在層Ⅰ中選定一復合輪廓或圓；在層Ⅱ中選定一圓或復合輪廓，連接兩輪廓的形心，形成一空間向量L；判斷空間向量L與連線兩層心構成的空間向量是否平行，若兩向量平行，則匹配，否則不匹配。

5.根據權利要求1所述基于圖元形狀信息的層間輪廓匹配方法，其特征在于：步驟5)所述層間分叉輪廓匹配包括復合輪廓分叉和有圓參與的層間分叉。