[發明專利]一種曲線匹配方法及目標物體的形狀匹配方法

有效

• 申請號: 201711230510.8
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108256545B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: 張雨禾;張順利;陳小雪;耿國華;周明全
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;周春霞

本發明公開了一種曲線匹配方法及目標物體的形狀匹配方法，屬于計算機圖形圖像處理領域。其中，曲線匹配方法首先對給定的兩個曲線進行均勻采樣得到采樣點，在每個采樣點局部構建坐標系及局部立方體，局部立方體中包含了采樣點的鄰域點。然后，對立方體進行等間距剖分得到多個小立方體，并設計小立方體的標號方法，鄰域點所在立方體的字母構成采樣點局部形狀字符串。最后，每個采樣點局部形狀字符串構成曲線字符模式，利用字符串匹配技術對曲線字符模式進行匹配，從而得到曲線的匹配關系。本發明提出的曲線匹配方法，能夠快速有效的確定曲線的匹配關系，無需計算采樣點的微分幾何量，具有效率高、自動化程度高及準確度高的優點。

技術領域

本發明屬于計算機圖形圖像處理技術領域，涉及一種曲線匹配方法及目標物體的形狀匹配方法。

背景技術

當觀察目標物體時，人們通常會注意到目標物體的輪廓形狀及其表面的紋飾圖樣，因此，物體的形狀對于一個物體具有較好的表征意義。在計算機視覺和模式識別領域，目標形狀通常能夠借助于輪廓曲線進行表示，且目標物體表面的紋理信息等也能夠利用曲線進行刻畫，因此，曲線匹配是重要的形狀匹配方法之一，利用曲線匹配技術能夠有效實現目標物體的識別、檢索、拼接等處理，且該技術在目標識別和遙感圖像檢測、醫療診斷、文物復原等領域具有廣泛的應用。

曲線匹配技術的核心問題即曲線的描述(利用特征描述子或形狀描述子)及其描述子的相似性度量，通過曲線上點的特征(或形狀)的相似度確定曲線的匹配關系。目前，針對曲線的匹配，現有工作可以分為兩大類：一是采用樣條逼近曲線對曲線進行表示，二是利用曲線上采樣點的特征不變量對曲線進行描述，這類方法則相對更加準確。在進行相似性度量時，現有方法則主要集中于利用關鍵點(特征突變點)對曲線進行分段或計算采樣點的相似度矩陣，判斷曲線的匹配關系或識別相匹配的子曲線段。

利用特征不變量進行曲線描述時，需要計算采樣點的微分幾何不變量，微分幾何不變量的計算往往會受到噪聲的影響，且具有較大的計算量，另外，其相似性度量閾值的設定均存在多次調參的問題，因此針對受到噪聲擾動、或形狀及特征較粗糙的曲線時，不易獲得令人滿意的效果。另外，在進行目標檢索時，需要在一組曲線中識別出與目標曲線相匹配的曲線，利用現有方法需要對所有曲線上采樣點的微分幾何不變量進行計算及相似性度量，因此效率較低。

發明內容

針對上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在于，提供一種曲線匹配方法，解決了現有技術需要計算曲線上采樣點的微分幾何不變量及其相似性度量所造成的噪聲敏感、多次調參及效率較低的問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種求曲線的有向局部字符模式的方法，包括以下步驟：

步驟一，對曲線進行均勻采樣，得到離散的采樣點；

步驟二，以每個采樣點為坐標原點，以法矢、切矢和副法矢為坐標軸，構建局部坐標系；

步驟三，以采樣點為中心，選取該采樣點的多個鄰域點，構建包含多個鄰域點的立方體，立方體的邊與局部坐標系的坐標軸平行；

步驟四，分別沿三個坐標軸對立方體進行等間距剖分，形成多個小立方體；對每個小立方體采用字符進行標記；

步驟五，采樣點的多個鄰域點所在的小立方體對應的字符構成該采樣點的局部形狀字符串；所有采樣點的局部形狀字符串構成曲線的有向局部字符模式。

本發明的第二個方面提供一種曲線匹配方法，包括以下步驟：

步驟一，求待匹配曲線的有向字符模式，其包括組成該待匹配曲線的所有采樣點的局部形狀字符串；

步驟二，求多條模板曲線的有向字符模式，模板曲線的有向字符模式包括組成該模板曲線的所有采樣點的局部形狀字符串；