[發(fā)明專利]基于熱核特征的物體二維形狀分類方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810905461.1
• 申請日: 2018-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN110826580B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫德超;王仁芳;畢春躍
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江萬里學(xué)院
• 主分類號(hào): G06V10/764
• 分類號(hào): G06V10/764;G06V10/74;G06T17/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 方聞俊;孫盼峰

本發(fā)明涉及一種基于熱核特征的物體二維形狀分類方法，通過獲取模型庫內(nèi)各物體二維圖像的形狀信息，對(duì)獲取的各形狀信息分別做三維建模，以對(duì)應(yīng)生成三維網(wǎng)格模型；提取各三維網(wǎng)格模型的各頂點(diǎn)的熱核特征，通過聚類方法構(gòu)建模型庫的特征詞典，并生成針對(duì)每個(gè)三維網(wǎng)格模型的統(tǒng)一特征描述子；根據(jù)各統(tǒng)一特征描述子，對(duì)模型庫內(nèi)各三維網(wǎng)格模型做相似性度量，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)物體二維形狀的分類。該發(fā)明從三維的角度去處理物體的二維形狀信息，從而有效地實(shí)現(xiàn)了對(duì)非剛性物體的二維形狀分類。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熱核特征的物體二維形狀分類方法。

背景技術(shù)

在數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，形狀分類是計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別領(lǐng)域中的一個(gè)基本問題。最為典型的情況是以物體的二維圖像作為輸入，按照幾何特征的相似性對(duì)輸入的二維圖像進(jìn)行歸類。與顏色、紋理等特征相比，物體二維圖像所對(duì)應(yīng)的物體二維形狀特征從幾何的角度刻畫了物體的外形信息，被廣泛地應(yīng)用在諸如目標(biāo)識(shí)別、文字識(shí)別、機(jī)器人導(dǎo)航、醫(yī)學(xué)診斷以及基于內(nèi)容的圖像檢索等領(lǐng)域中。在當(dāng)前針對(duì)物體二維圖像的分類方法中，物體二維形狀的形狀分類方法主要分為局部特征描述方法、全局特征描述方法以及二者相結(jié)合的方法。

在局部特征描述方法中，該類方法主要是通過對(duì)物體二維圖像的二維形狀輪廓進(jìn)行諸點(diǎn)分析，設(shè)計(jì)出具有較好區(qū)分度和適用性的描述子，進(jìn)而完成針對(duì)物體形狀的分類。這類方法可以較好地表達(dá)剛性物體的邊界形狀信息，但是對(duì)非剛性物體的關(guān)節(jié)變化和形變比較敏感，難以很好地對(duì)非剛性物體(即為可形變的物體)的關(guān)節(jié)變化和形變情況做出較好的表達(dá)。

在全局特征描述方法中，該類方法通過物體二維圖像的二維形狀的全局結(jié)構(gòu)特征描述形狀信息。這類全局特征描述方法雖然計(jì)算簡單，并且具有較低的時(shí)空復(fù)雜度，但過于關(guān)注物體二維形狀的全局結(jié)構(gòu)信息，嚴(yán)重的忽視了物體二維形狀中的關(guān)鍵局部結(jié)構(gòu)信息，尤其不能對(duì)非剛性物體的二維形狀情況做出很好的表達(dá)，以提高物體二維形狀分類效率。

在前述兩者相結(jié)合的方法中，該類方法是將物體二維圖像所對(duì)應(yīng)的物體二維形狀的局部特征信息和全局結(jié)構(gòu)信息相互結(jié)合。這類相互結(jié)合的方法雖然將物體二維形狀的局部特征信息和全局結(jié)構(gòu)信息做了結(jié)合處理，以完善對(duì)物體二維形狀的結(jié)構(gòu)特征描述，提高物體二維形狀的匹配成功率。但是，這類方法也是主要針對(duì)剛性物體，依舊未能很好的解決針對(duì)非剛性物體的物體二維形狀分類問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種基于熱核特征的物體二維形狀分類方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：基于熱核特征的物體二維形狀分類方法，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)模型庫內(nèi)多個(gè)物體二維圖像的分類，其特征在于，所述基于熱核特征的物體二維形狀分類方法包括如下步驟1至步驟5：

步驟1，獲取所述模型庫內(nèi)各物體二維圖像的形狀信息；其中，所述物體二維圖像的形狀信息包括物體形狀和物體形狀邊界，所述物體形狀標(biāo)記為O，所述物體形狀的邊界標(biāo)記為

步驟2，對(duì)獲取的各所述形狀信息分別做三維建模，分別對(duì)應(yīng)生成具有光滑表面且封閉的三維網(wǎng)格模型；其中，任一個(gè)所述三維網(wǎng)格模型的生成過程包括如下步驟2-1至步驟2-8：

步驟2-1，提取所述物體二維圖像的物體形狀；其中，所述物體形狀標(biāo)記為O，所述物體形狀的邊界標(biāo)記為

步驟2-2，計(jì)算所述物體形狀的直骨架，得到所述物體形狀內(nèi)的多個(gè)塊區(qū)域；其中，所述物體形狀內(nèi)的塊區(qū)域數(shù)量標(biāo)記為N，第i個(gè)塊區(qū)域標(biāo)記為s_i，1≤i≤N，s_i為一個(gè)具有k個(gè)頂點(diǎn)的多邊形，所述塊區(qū)域s_i的邊界標(biāo)記為所述邊界上的任一頂點(diǎn)標(biāo)記為p_g，所述頂點(diǎn)p_g的三維坐標(biāo)標(biāo)記為p_g(x_g,y_g,z_g)；