[發明專利]一種形狀描述子的生成方法、裝置

在審

• 申請號: 201310648203.7
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103679174A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 趙永剛;馮良炳;樊春玲;張冠軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于計算機圖像處理與目標識別領域，尤其涉及一種形狀描述子的生成方法、裝置。

背景技術

在計算機圖像處理與目標識別領域，為了描述一副圖像，人們通常將圖像的顏色、形狀、紋理和空間信息作為圖像的描述子。

各種描述子中，最直接有效、快速的莫過于顏色直方圖，顏色直方圖計算簡單快速，然而顏色直方圖忽略了顏色之間的空間分布信息，不同的顏色分布的圖像可能會有相同的顏色直方圖，此外基于顏色的圖像描述方法往往對圖像的顏色和亮度變換敏感。

由于圖像的形狀往往與目標對象緊密聯系并且不隨周圍環境的變化而變化，如圖像亮度、對比度等，因此形狀特征比起顏色和紋理特征更具有穩定性。找到一個能夠代表形狀的、魯棒的描述子是一件重要的任務。

形狀描述子是提取能代表圖像的、穩定的特征形成特征向量，通過這些特征向量表示形狀，該特征向量要具有平移、旋轉和尺度的不變性。

現有的形狀描述子中主要以基于邊緣的和基于區域的兩種方法，基于邊緣的方法是利用形成形狀的穩定的邊緣上的像素點的信息，而基于區域的是利用形成形狀的區域內的所有像素點信息。基于邊緣的方法主要有曲率，邊緣方向直方圖，鏈碼，傅里葉描述子等方法。基于區域的形狀描述子主要有不變矩、網格等方法。

在以上的方法中，邊緣梯度方向是一種流行的描述子。Jain?A?K?and?Vailaya提出了邊緣方向直方圖EDH的形狀描述方法。然而，該方法僅僅用了邊緣信息而忽略了邊緣像素之間的空間分布信息。Fariborz?Mahmoudi等人提出了一種邊緣方向自相關圖EOAC的形狀描述方法，有效的考慮了邊緣像素之間的空間信息，但是該方法對形狀的旋轉敏感。質心距離直方圖是一個有效的形狀描述方法，該方法具有平移、旋轉和尺度的不變性。但是該方法具有直方圖同樣的問題，就是忽略了像素的空間信息，不同形狀的圖像可能具有相同的質心距離直方圖。為了解決這個問題，現有技術也提出了一種距離聚合向量的形狀描述方法，在距離直方圖的基礎上將每個區間里的像素分為聚合和非聚合，有效的融入了輪廓的空間信息。該方法雖然較好的彌補了直方圖的缺點，但是不能完全克服該缺點，不同的形狀仍有可能具有相同的距離聚合向量。

總之，現有的各種形狀描述子都不能充分地考慮組成形狀的像素的空間分布信息，對形狀的描述能力比較差，使得后續根據該形狀描述子進行圖像的檢索時，檢索結果的精確度不高。

發明內容

本發明實施例提供了一種形狀描述子的生成方法、裝置，旨在解決現有技術提供的各種形狀描述子不能充分地反映組成形狀的像素的空間分布信息的問題。

一方面，提供一種形狀描述子的生成方法，所述方法包括：

對一副圖像進行邊緣檢測，得到所述圖像的輪廓二值圖像；

獲取所述輪廓二值圖像上所有的輪廓點的質心距離，并根據這些質心距離生成質心距離矩陣；

對所述質心距離矩陣中的質心距離進行量化；

根據量化后的質心距離計算所述圖像的質心距離自相關圖矩陣。

進一步地，在所述對所述質心距離矩陣中的質心距離進行量化之前，還包括：

對所述質心距離矩陣中所有的質心距離進行標準化處理，將所有的質心距離規劃到0至w/2之間；

其中，w為輪廓二值圖像的矩形包圍盒的最大尺寸。

進一步地，所述對所述質心距離矩陣中的質心距離進行量化為：

以為單位將質心距離矩陣中所有的質心距離均勻的量化為n個區間。

進一步地，所述根據量化后的質心距離計算所述圖像的質心距離自相關圖矩陣包括：

定義一個距離集；

定義質心距離自相關圖矩陣；

根據定義的距離集、定義的質心距離自相關圖矩陣和量化后的質心距離計算圖像的質心距離自相關圖矩陣。

進一步地，所述根據定義的距離集、定義的質心距離自相關圖矩陣和量化后的質心距離計算圖像的質心距離相關圖矩陣包括：

A、根據定義的質心距離自相關圖矩陣構建圖像的質心距離自相關圖矩陣；

B、對圖像的質心距離矩陣進行從左到右、從上到下的掃描，得到質心距離矩陣中的元素D(i,j)的值；