[發明專利]基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法和裝置

有效

• 申請號: 201310339133.7
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103544492A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 譚文偉
• 申請（專利權）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: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;劉文求

技術領域

本發明涉及深度信息圖像處理技術領域，尤其涉及的是一種基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法和裝置。

背景技術

隨著技術的進步，越來越多的出現了能夠采集深度位置信息的裝置設備，比如微軟的kinect攝像頭，這些能夠采集深度圖(Depth?Map)的裝置設備，將圖像處理技術從二維圖像X、Y坐標帶入到三維圖像X、Y、Z坐標新時代。深度圖像提供了真實三維立體數據信息，將整個場景和目標物體的幾何曲面信息呈現在用戶的面前，更為真實的反應出所見即所得的圖像內容。利用這些三維立體數據信息，開發出人機交互的應用已成為趨勢。

雖然已有的一些方法中采用梯度方向直方圖來描述目標圖像特征取得了一些進步，但是因為其只表達了二維紋理的特征，對于三維信息有局限性。且現有的深度圖像特征描述不穩定，目標識別準確率不高，目標識別性能不強。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法和裝置，旨在解決現有的深度圖像特征描述不穩定及目標識別準確率不高的問題。

本發明解決技術問題所采用的技術方案如下：

一種基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法，其中，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物體的深度圖像，對于每一個包含目標物體的深度圖像，根據該包含目標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的深度圖像；并計算不同尺度變換因子下對應的深度圖像中任意像素點在球坐標系下的單位法向量，以獲取每一個包含目標物體的深度圖像在不同尺度變換因子下對應的深度圖像中所有像素點的單位法向量；

B、統計每一個包含目標物體的深度圖像在不同尺度變換因子下對應的深度圖像中所有像素點在球坐標系下的單位法向量，生成相應尺度變換因子下對應的二維直方圖，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的二維直方圖合并為法向量直方圖，以構建每一個包含目標物體的深度圖像對應的法向量直方圖；

C、對構建的多個包含目標物體的深度圖像對應的法向量直方圖進行平均值和方差計算，得出目標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的法向量直方圖，并根據目標物體的法向量直方圖平均值，計算待測試深度圖像對應的法向量直方圖與目標物體的法向量直方圖平均值的交集，并將所述交集與一預定閾值進行比較，當所述交集大于所述預定閾值時，待測試深度圖像歸屬于目標物體；當所述交集小于或等于所述預定閾值時，待測試深度圖像不歸屬于目標物體。

所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法，其中，所述預定閾值與法向量直方圖平均方差之和為1。

所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法，其中，所述步驟A具體包括：

A1、給定的任意一包含目標物體的深度圖像，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、縱坐標；d(x,y)表示深度值；根據目標物體的深度圖像（x,y,d(x,y)）和尺度變換因子????????????????????????????????????????????????,得到對應尺度變換因子下的深度圖像為；

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

A3、將深度圖像數據代入單位法向量表達式可得，；

A4、將直角坐標系下的單位法向量變換到球坐標系下為，其中，，。

所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法，其中，所述步驟B具體包括：

B1、統計每一個包含目標物體的深度圖像在不同尺度變換因子下對應的深度圖像中所有像素點在球坐標系下的單位法向量，生成相應尺度變換因子下對應的關于、的二維直方圖；

B2、對每一個包含目標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的二維直方圖相加，合并為該包含目標物體的深度圖像對應的法向量直方圖，以構建每一個包含目標物體的深度圖像對應的法向量直方圖。

所述的基于深度圖像三維曲面幾何特征的目標識別方法，其中，所述步驟C具體包括：