[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

技術領域

本發明涉及圖像目標識別技術領域，特別是涉及一種平面圖形對象特征信息提取及識別方法。

背景技術

數字圖像中，圖形對象的邊界是比較容易獲取的特征信息。基于邊界信息的圖像配準、目標識別運算量較小，在需要實時處理的領域具有優勢。基于圖形對象邊界的識別放棄了圖像的灰度、顏色、紋理、頻域等特征就是為了簡化計算以提高計算速度，所以對圖像邊界信息的過于復雜的處理方法并不適宜采用。常見的基于圖形對象邊界的識別方法有：

1.基于圖形對象邊界中角點的識別及配準方法。應用該類方法的文獻有：周振環2007年3月發表于《計算機工程》第33卷第6期的文章“基于角點特征的形狀識別”；韋東興，陳曉云，徐榮聰2010年2月發表于《計算機工程》第36卷第4期的文章“基于角點檢測的圖像形狀特征提取方法”等。這是常用的運算量較小的方法，但很多常見的平面圖形對象沒有明顯的角點，該方法應用范圍受到限制。

2.相關測度法。將待識別圖形對象的邊界圖像與目標邊界圖像模版做某種相關運算，根據相關測度函數的極值特征確定識別結果是常用的方法，是常用的一個測度函數形式。相關測度法對圖像的尺度變換、拉伸、旋轉等變形魯棒性很差，尤其是圖像的邊界信息量較小且信噪比較低，使該方法也沒有實際意義。

由以上分析可知，基于平面圖形對象邊界信息的比較及識別雖有重要意義，但缺少適用范圍廣、高精度且運算量小的方法。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種基于外接矩形及形心的圖形對象特征信息提取識別方法，做圖形對象的外接矩形，根據圖形對象與其外接矩形的位置關系提取特征信息，用提取的特征信息進行圖形對象的比較及識別。

本發明所采用的技術方案是：

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，F1，2，3….，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；