[發(fā)明專利]一種圖形的構(gòu)建方法及匹配方法以及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410397691.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105335444A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉璐;王興華;呂肖慶
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué);北大方正集團(tuán)有限公司;北京方正阿帕比技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F17/30
• 分類號(hào): G06F17/30
• 代理公司: 北京三聚陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 寇海俠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種幾何圖形的特征提取以及匹配檢索方法，具體地說(shuō)是一種幾何圖形的構(gòu)建方法及匹配方法。

背景技術(shù)

幾何學(xué)是數(shù)學(xué)的一個(gè)重要分支，幾何學(xué)發(fā)展歷史悠長(zhǎng)，內(nèi)容豐富，它和代數(shù)、分析、數(shù)論等等關(guān)系極其密切。幾何思想是數(shù)學(xué)中最重要的一類思想。目前的數(shù)學(xué)各分支發(fā)展都有幾何化趨向，即用幾何觀點(diǎn)及思想方法去探討各數(shù)學(xué)理論。因此，幾何教學(xué)也成為數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要科目之一。

隨著越來(lái)越多的教學(xué)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，并以電子文檔的形式儲(chǔ)存，如何讓計(jì)算機(jī)來(lái)理解電子文檔中的圖片則成為一個(gè)極其重要的問(wèn)題。平面幾何題圖形是文檔圖形的一種，可以將大量的幾何題目以電子文檔的形式存儲(chǔ)，方便老師和同學(xué)學(xué)習(xí)和應(yīng)用。但是對(duì)于大量的幾何題目，要獲取所需的幾何題目，則需要通過(guò)檢索來(lái)實(shí)現(xiàn)。

目前幾何題的檢索只是利用題中文本部分的關(guān)鍵字來(lái)進(jìn)行匹配檢索，但是，對(duì)于幾何題目而言，其主要的特征都表現(xiàn)在圖形中，文字的描述并不能充分地代表整個(gè)幾何題，如果僅使用題目中的文字進(jìn)行檢索，很難得到準(zhǔn)確的檢索結(jié)果。

現(xiàn)有技術(shù)中有一些圖像檢索方法，但是對(duì)于圖像特征稀少、具有復(fù)雜的空間位置關(guān)系以及復(fù)雜圖元種類的幾何圖形，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法提取有效特征來(lái)用于圖像檢索。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于幾何題目只支持題干關(guān)鍵詞來(lái)檢索且現(xiàn)有的圖像提取方法無(wú)法提取有效的特征進(jìn)行檢索，從而提出一種幾何圖形的構(gòu)建方法及匹配方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種幾何圖形的構(gòu)建方法，包括提取幾何圖形的直線圖形和非直線圖形；確定所述直線圖形的屬性信息；確定所述非直線圖形的屬性信息；確定所述直線圖形和所述非直線圖形的位置信息；根據(jù)所述直線圖形的屬性信息、所述非直線圖形的屬性信息和所述位置信息，構(gòu)建所述幾何圖形。

此外，本發(fā)明還提供一種幾何圖形的匹配方法，包括將第一圖形的直線圖形的屬性信息與第二圖形的直線圖形的屬性信息進(jìn)行比較得到第一匹配代價(jià)；將第一圖形的非直線圖形的屬性信息與第二圖形的非直線圖形的屬性信息進(jìn)行匹配得到第二匹配代價(jià)；將第一圖形的直線圖形和非直線圖形的位置信息與第二圖形的所述直線圖形和所述非直線圖形的位置信息進(jìn)行比較得到第三匹配代價(jià)；根據(jù)所述第一匹配代價(jià)、第二匹配代價(jià)、第三匹配代價(jià)確定綜合匹配代價(jià)。

另外，本發(fā)明還提供一種獲取最優(yōu)匹配幾何圖形的方法，包括選擇一個(gè)或多個(gè)參考圖形；采用所述幾何圖形的匹配方法計(jì)算每個(gè)參考圖形與目標(biāo)幾何圖形的匹配代價(jià)；根據(jù)所述匹配代價(jià)獲取最優(yōu)匹配幾何圖形。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種幾何圖形的構(gòu)建系統(tǒng)，包括圖形提取單元：提取幾何圖形的直線圖形和非直線圖形；第一信息確定單元：確定所述直線圖形的屬性信息；第二信息確定單元：確定所述非直線圖形的屬性信息；第三信息確定單元：確定所述直線圖形和所述非直線圖形的位置信息；構(gòu)建單元：根據(jù)所述直線圖形的屬性信息、所述非直線圖形的屬性信息和所述位置信息，構(gòu)建所述幾何圖形。

此外，還提供一種幾何圖形的匹配系統(tǒng)，包括第一匹配處理單元：將第一圖形的直線圖形的屬性信息與第二圖形的直線圖形的屬性信息進(jìn)行比較得到第一匹配代價(jià)；第二匹配處理單元：將第一圖形的非直線圖形的屬性信息與第二圖形的非直線圖形的屬性信息進(jìn)行匹配得到第二匹配代價(jià)；第三匹配處理單元：將第一圖形的直線圖形和非直線圖形的位置信息與第二圖形的所述直線圖形和所述非直線圖形的位置信息進(jìn)行比較得到第三匹配代價(jià)；綜合匹配單元：根據(jù)所述第一匹配代價(jià)、第二匹配代價(jià)、第三匹配代價(jià)確定綜合匹配代價(jià)。

最后，本發(fā)明還提供一種最優(yōu)匹配幾何圖形的系統(tǒng)，包括選擇單元：選擇一個(gè)或多個(gè)參考圖形；匹配單元：采用所述幾何圖形的匹配方法計(jì)算每個(gè)參考圖形與目標(biāo)幾何圖形的匹配代價(jià)；最優(yōu)匹配單元：根據(jù)所述匹配代價(jià)獲取最優(yōu)匹配幾何圖形。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)，

(1)本發(fā)明提供一種幾何圖形的構(gòu)建方法，包括提取幾何圖形的直線圖形和非直線圖形，分別確定直線圖形和非直線圖形的屬性信息，并確定直線圖形和非直線圖形的位置關(guān)系。本方案中，將幾何圖形中的直線圖形和非直線圖形分別提取，便于更好的描述不同類型圖形的屬性，此外，通過(guò)直線圖形和非直線圖形的位置關(guān)系進(jìn)一步將該幾何圖形的圖形屬性完整的表達(dá)，使用該方式可以很好的描述了幾何圖形的圖元屬性和空間結(jié)構(gòu)特征，可以分析有復(fù)雜結(jié)構(gòu)、多種類型圖元的幾何特性，對(duì)于理解分析檢索幾何圖形發(fā)揮了重要作用。