[發明專利]一種平面圖形對象特征信息提取及識別方法

在審

• 申請號: 201410088932.6
• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103810481A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 孫繼平;洪亮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/46
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種平面圖形對象特征信息提取及識別方法，步驟如下：

(1)提取平面圖形對象的邊界l，l及其內部區域經二值化處理表示為點集S={(x_k，y_k)|k∈[1，N]}，繪制S的外接矩形ABCD，S與矩形ABCD在四條邊AB、BC、CD、DA上的切點分別為E、F、G、H，若l與任一條邊的切點不止一個，則所述的切點E、F、G、H為各邊上切點的重心，設定以下特征參數：

①外接矩形長度：

②外接矩形寬長比：

③外接矩形上邊切點位置：

④外接矩形右邊切點位置：

⑤外接矩形下邊切點相對位置：

⑥外接矩形左邊切點相對位置：

⑦凸邊界平面圖形重心I相對于外接矩形中心O水平相對位移：

⑧凸邊界平面圖形重心I相對于外接矩形中心O垂直相對位移：

(x_k，y_k)表示平面內的點同時也表示該點的坐標，k為該點的序號，仁1，2，3….，N，N為S內點的數量，表示起止點分別為A、D的向量，其余向量的定義方法與相同，和分別為在AB和AD邊上的投影，I的坐標(x_I，y_I)可按下式計算：其中(x_k，y_k)∈S；

(2)選取所述步驟(1)中設定的特征參數中的n個構成n維空間，這n個特征參數用θ₁，...，θ_n表示，n≤8，所述的n維空間為平面圖形對象基于這n個特征參數的特征參數空間；平面圖形對象的這n個特征參數構成的向量[θ₁，...，θ_n]^T為該平面圖形關于這n個特征參數的特征參數向量，若n=8時，平面圖形對象的8維特征參數向量為[x₁，x₂，y₁，y₂，y₃，y₄，z₁，z₂]^T，每個圖形對象的特征參數向量對應于相應特征參數空間中的一個特征點；

(3)若待識別或比較的圖形對象在圖像中的角度姿態具有隨機性，用具有旋轉不變性的方法確定外接矩形各邊的方向，將圖像做相應的旋轉處理，使圖形對象的外接矩形的各邊在新圖像中分別與坐標軸平行；

(4)指定待識別圖形對象的標準對象，若待識別圖形對象相對于標準對象存在翻轉變形，確定翻轉的類型；

(5)若所述步驟(4)中確定了所述待識別圖形對象的翻轉類型，對待識別圖形對象的特征參數向量進行翻轉不變處理，即，使有翻轉變形的待識別圖形對象的特征參數向量經過處理后與標準對象的特征參數向量相同；

(6)若待識別圖形對象相對于標準圖像存在尺度變形，為使同一對象的不同尺度的圖像在特征參數空間中具有相同的對應特征點，將特征參數向量定義為C_sI=[x₂，y₁，y₂，y₃，y₄，z₁，z₂]^T或其子向量，T為向量轉置運算符號；

(7)若待識別圖形對象相對于標準對象存在短軸方向的拉伸/壓縮變形，為使其與標準對象在特征參數空間中具有相同的對應特征點，將特征參數向量定義為C_R=[x₁，y₁，y₂，y₃，y₄，z₁，z₂]^T或其子向量；

(8)若待識別圖形對象相對于標準對象存在尺度及拉伸/壓縮變形，為使其與標準對象在特征參數空間中具有相同的對應特征點，將特征參數向量定義為C_N=[y₁，y₂，y₃，y₄，z₁，z₂]^T或其子向量；

(9)設S_i和S_j為任意兩個待比較圖形對象，i、j為序號，i=1，2，3…，j=1，2，3…，二者在特征參數空間中對應的特征點的距離為d，d50，將d作為二者相似性的度量，給定取值區間[f，g]，當f≤d≤g時，判斷S_i和S_j為同一或同類對象；給定取值區間[t，倒，當t≤d≤h時，判斷S_i和S_j為非同一或非同類對象；f、g、t與h的值根據圖形對象的特點及圖像質量確定，當d為歸一化距離時，f取值為O，h取值為1，g取值范圍為0.05～0.2，t取值范圍為0.4～0.95：

(10)如果某類圖形對象具有樣本庫，判斷一個圖形對象是否屬于該類圖形對象的識別方法為：通過研究該類圖形對象樣本庫中樣本的特征參數值，在n維特征參數空間中確定一個目標識別區域V，然后計算該待識別圖形對象的特征參數向量C_p，若C_p∈V，則判斷該圖形對象屬于該類圖形對象，否則不屬于該類圖形對象。