[發(fā)明專利]一種基于形狀片段的物體識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310641637.4
• 申請日: 2013-12-03
• 公開（公告）號: CN103605979A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳國棟;王振華;孫立寧;孫榮川;任子武;林睿
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

1.一種基于形狀片段的物體識別方法，其特征在于，包括：

利用相同的提取方法，分別提取訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段和測試圖像的邊緣形狀片段；

使用所述訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段，構(gòu)建物體邊緣形狀片段模型；

從所述測試圖像的邊緣形狀片段中選取出特定的邊緣形狀片段作為候選邊緣形狀片段，所述特定的邊緣形狀片段與所述物體邊緣形狀片段模型中的邊緣形狀片段的相似度必須大于第一閾值；

利用Hough變換，求出Hough空間的概率最大值點，確定待測物體的參考點位置；

根據(jù)所述待測物體的參考點位置，對所述候選邊緣形狀片段進(jìn)行篩選，得到實際物體輪廓片段。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段具體為：

對所述訓(xùn)練圖像進(jìn)行邊緣處理；

將所有邊緣點間距小于第二閾值的邊緣點連接，將連接在一起的邊緣點劃分為一個邊緣組；

判斷所述邊緣組是否為邊緣形狀片段基元；

如果否，則剔除該邊緣組，如果是，則將相連的多個所述邊緣形狀片段基元組合為邊緣形狀片段。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建物體邊緣形狀片段模型的過程具體為：采用碼表表征的物體建模方法，利用監(jiān)督方式訓(xùn)練得到物體邊緣形狀片段模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建物體邊緣形狀片段模型的過程中采用了多尺度處理方式。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述碼表表征的物體建模方法具體為：將訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段描述作為碼表中所述訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段的屬性；

將所述訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段上的邊緣點相對于所述待測物體的參考點位置的位移矢量作為所述碼表的每一個通道的屬性。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述相似度的計算過程為：

分別對所述測試圖像的邊緣形狀片段和所述物體邊緣形狀片段模型中的邊緣形狀片段進(jìn)行邊緣形狀片段描述，所述邊緣形狀片段描述為邊緣形狀片段的起點、末端點和曲率最大點分別到達(dá)所述邊緣形狀片段的質(zhì)心的位移矢量，以及所述起點至所述曲率最大點之間的邊緣點的梯度的平均值、所述末端點至所述曲率最大點之間的邊緣點的梯度的平均值；

計算兩個不同的邊緣形狀片段的描述的相似度，并與所述第一閾值比較。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用Hough變換，求出Hough空間的概率最大值點，確定待測物體的參考點位置的具體過程為：

由所述訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段得出所述待測物體的形狀特性，根據(jù)所述待測物體的形狀特性建立Hough空間；

由所述測試圖像的邊緣形狀片段得出所述測試圖像的形狀特性，根據(jù)所述測試圖像的形狀特性計算出相對于各個邊緣點的所有可能參考點位置；

在所述Hough空間中對每一個可能的所述參考點位置進(jìn)行投票，所述投票為當(dāng)有一個邊緣點對應(yīng)的參考點位置位于所述Hough空間某一個點時，即對該點累加值加1；

當(dāng)所述投票結(jié)束后，確定所述Hough空間累加值最大的點，通過反Hough變換，將所述Hough空間累加值最大的點對應(yīng)的所述待測物體上的點確定為所述待測物體的參考點位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述待測物體參考點位置，對所述候選邊緣形狀片段進(jìn)行篩選，得到實際物體輪廓片段的過程具體為：

根據(jù)所述反Hough變換和所述待測物體參考點位置，驗證所述候選邊緣形狀片段，剔除不符合條件的候選邊緣形狀片段，得到實際物體輪廓片段。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述訓(xùn)練圖像進(jìn)行邊緣處理具體為：采用Canny算子對所述訓(xùn)練圖像進(jìn)行邊緣處理。

10.一種基于形狀片段的物體識別系統(tǒng)，其特征在于，包括：

第一邊緣形狀片段提取單元，用于提取訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段；

第二邊緣形狀片段提取單元，用于提取測試圖像的邊緣形狀片段；

模型構(gòu)建單元，用于使用所述訓(xùn)練圖像的邊緣形狀片段，構(gòu)建物體邊緣形狀片段模型；

片段選取單元，用于從所述測試圖像的邊緣形狀片段中選取出特定的邊緣形狀片段作為候選邊緣形狀片段，所述特定的邊緣形狀片段與所述物體邊緣形狀片段模型中的邊緣形狀片段的相似度必須大于第一閾值；

參考點位置確定單元，用于利用Hough變換，求出Hough空間的概率最大值點，確定待測物體的參考點位置；

片段篩選單元，用于根據(jù)所述待測物體的參考點位置，對所述候選邊緣形狀片段進(jìn)行篩選，得到實際物體輪廓片段。