[發(fā)明專利]基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310339133.7
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103544492A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚文偉
• 申請（專利權(quán)）人: TCL集團股份有限公司
• 主分類號: G06K9/32
• 分類號: G06K9/32;G06T7/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

1.一種基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、通過采集深度位置信息的裝置采集多個包含目標(biāo)物體的深度圖像，對于每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像，根據(jù)該包含目標(biāo)物體的深度圖像和尺度變換因子，得到不同尺度變換因子下對應(yīng)的深度圖像；并計算不同尺度變換因子下對應(yīng)的深度圖像中任意像素點在球坐標(biāo)系下的單位法向量，以獲取每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像在不同尺度變換因子下對應(yīng)的深度圖像中所有像素點的單位法向量；

B、統(tǒng)計每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像在不同尺度變換因子下對應(yīng)的深度圖像中所有像素點在球坐標(biāo)系下的單位法向量，生成相應(yīng)尺度變換因子下對應(yīng)的二維直方圖，并進行歸一化處理，將歸一化后的不同尺度變換因子下對應(yīng)的二維直方圖合并為法向量直方圖，以構(gòu)建每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖；

C、對構(gòu)建的多個包含目標(biāo)物體的深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖進行平均值和方差計算，得出目標(biāo)物體的法向量直方圖平均值和法向量直方圖平均方差；

D、接收待測試深度圖像，計算待測試深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖，并根據(jù)目標(biāo)物體的法向量直方圖平均值，計算待測試深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖與目標(biāo)物體的法向量直方圖平均值的交集，并將所述交集與一預(yù)定閾值進行比較，當(dāng)所述交集大于所述預(yù)定閾值時，待測試深度圖像歸屬于目標(biāo)物體；當(dāng)所述交集小于或等于所述預(yù)定閾值時，待測試深度圖像不歸屬于目標(biāo)物體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法，其特征在于，所述預(yù)定閾值與法向量直方圖平均方差之和為1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法，其特征在于，所述步驟A具體包括：

A1、給定的任意一包含目標(biāo)物體的深度圖像，深度圖像中任意一點用（x,y,d(x,y)）來表示，其中，x、y分別表示圖像橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)；d(x,y)表示深度值；根據(jù)目標(biāo)物體的深度圖像（x,y,d(x,y)）和尺度變換因子????????????????????????????????????????????????,得到對應(yīng)尺度變換因子下的深度圖像為；

A2、在直角坐標(biāo)系中任意一點（x,y,d(x,y)）的法向量求解公式為，其中，?,，根據(jù)向量叉積公式即可求得單位法向量表達式為；

A3、將深度圖像數(shù)據(jù)代入單位法向量表達式可得，；

A4、將直角坐標(biāo)系下的單位法向量變換到球坐標(biāo)系下為，其中，，。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法，其特征在于，所述步驟B具體包括：

B1、統(tǒng)計每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像在不同尺度變換因子下對應(yīng)的深度圖像中所有像素點在球坐標(biāo)系下的單位法向量，生成相應(yīng)尺度變換因子下對應(yīng)的關(guān)于、的二維直方圖；

B2、對每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像在不同尺度變換因子下生成的二維直方圖進行歸一化處理，將歸一化到[0，1]之間，、歸一化到[0，π]；

B3、將歸一化后的不同尺度變換因子下對應(yīng)的二維直方圖相加，合并為該包含目標(biāo)物體的深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖，以構(gòu)建每一個包含目標(biāo)物體的深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法，其特征在于，所述步驟C具體包括：

C1、選擇K個擇包含目標(biāo)物體S的深度圖像樣本，將K個包含目標(biāo)物體的深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖平均值作為目標(biāo)物體S的特征模板：，其中，K為正整數(shù)，i=1,2,3…K；

C2、計算目標(biāo)物體S的法向量直方圖平均方差，將每個樣本的法向量直方圖減去特征模板，直方圖的平均值即為直方圖的平均方差，求解公式為：，。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標(biāo)識別方法，其特征在于，所述步驟D具體包括：

D1、接收待測試深度圖像T，計算待測試深度圖像對應(yīng)的法向量直方圖；

D2、計算待測試深度圖像T對應(yīng)的法向量直方圖與目標(biāo)物體S的法向量直方圖平均值的交集，，其中，Min(?)表示求其最小值；

D3、將所述交集與一預(yù)定閾值進行比較，當(dāng)所述交集大于所述預(yù)定閾值時，待測試深度圖像T歸屬于目標(biāo)物體S；當(dāng)所述交集小于或等于所述預(yù)定閾值時，待測試深度圖像T不歸屬于目標(biāo)物體S。