[發明專利]一種基于輪廓片段空間關系的目標識別方法

有效

• 申請號: 201810766954.1
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109299720B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 宋建輝;宋鑫;劉硯菊;于洋;劉韻婷
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44;G06V10/74
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 周智博;宋鐵軍

1.一種基于輪廓片段空間關系的目標識別方法，其特征在于：所述方法包括下列步驟：

(1)圖像的預處理及輪廓提取：建立多類目標圖像的數據庫，對待測目標圖像和若干模板圖像進行預處理并用輪廓提取算法提取各自的外圍輪廓，并生成輪廓點集；

(2)基于上下文的圖像輪廓粗匹配：提取待測目標的外部輪廓，在外部輪廓上選取N個特征點，提取N個特征點的上下文特征，與若干模板圖像的上下文特征進行匹配，得出相似性較高的一部分待選目標；

(3)對待測目標圖像進行輪廓片段質心的提取，建立空間關系；對從步驟(2)篩選出的模板圖像提取骨架，找到骨架結合點，分別建立空間關系；

(4)根據步驟(3)中建立的坐標系，求取各個參考點與圖像像素中心的空間關系特征參數；該參數包括兩點之間的斜率值、方位角和歐氏距離；

(5)根據(4)中求取的空間關系特征參數進行模板圖像和待測圖像的匹配，建立空間關系特征參數的約束準則，并根據約束標準進行相似性度量，滿足預設閾值條件的即為同一類的圖像；

步驟3中分別根據完整圖像的骨架和離散圖像的輪廓質心構建庫內圖像和待識別遮擋圖像的空間關系；空間關系構建包括：

(3.1)輪廓片段的質心求取：圖像的質心是圖像的第0和第1階矩，首先需要得到輪廓上所有的點的集合，然后遍歷輪廓上所有的點，求出輪廓片段的矩，進而計算出輪廓片段的質心像素坐標；

(3.2)圖像骨架的提取：圖像經過二值化后，提取圖像的最外圍輪廓，開始進行迭代腐蝕，直到迭代過程中沒有像素點被腐蝕；剩余的像素點即為圖像的骨架；

(3.3)空間關系的構建：分別以兩幅圖像的中心點為坐標系原點建立空間直角坐標系，輪廓片段圖像以輪廓片段的質心像素坐標為關鍵點，庫內模板圖像以圖像骨架的結合點為關鍵點，以上述點之間的空間矢量關系來描述圖像輪廓的空間關系特征。

2.根據權利要求書1中所述的一種基于輪廓片段空間關系的目標識別方法，其特征在于：步驟(1)中的外圍輪廓提取算法具體包括以下步驟：

(1.1)圖像從三通道轉化為單通道圖像；

(1.2)對圖像進行閾值化降噪處理；

(1.3)采用Canny微分算子對圖像進行邊緣的提取；

(1.4)采用圖像形態學運算膨脹細小邊緣并填充空洞，形成完整的外圍輪廓；

(1.5)再一次采用Canny微分算子進行外圍輪廓的準確提取。

3.根據權利要求書1中所述的一種基于輪廓片段空間關系的目標識別方法，其特征在于：其中步驟(2)中根據輪廓點集的上下文形狀特征，描述兩個輪廓的形狀，并根據兩個形狀特征的相似性得到目標粗匹配結果；

包括如下步驟2.1～2.3

(2.1)在圖像外部輪廓上提取N個有效特征點；

(2.2)對選取輪廓上的點用上下文的特征進行描述；

(2.3)對待測物體圖像和模板圖像的上下文特征進行相似性度量。