[發明專利]一種曲線相似度計算方法

有效

• 申請號: 202010155640.5
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111382794B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 金劍秋;宋超;章志勇
• 申請（專利權）人: 浙江工商大學
• 主分類號: G06V10/74
• 分類號: G06V10/74;G06V10/75;G06V10/422;G06F17/16
• 代理公司: 杭州奧創知識產權代理有限公司 33272
• 代理人: 王佳健

本發明公開了一種曲線相似度計算方法。現有的二維曲線相似度計算方法在曲線放縮和重采樣等變換下不夠穩定。本發明首先分別計算兩曲線的距離鄰接矩陣和角度鄰接矩陣，接著計算它們的特征值序列，以特征值序列為基礎計算它們之間的加權距離，該距離越小，則兩曲線越相似。本發明是一種無需校準的二維曲線相似度計算方法，該方法無懼全局放縮和旋轉平移變換。

技術領域

本發明屬于圖像圖形檢索、機器視覺領域，給出了一種計算兩條曲線的相似度計算方法，可用于二維輪廓或曲線的檢索。

背景技術

曲線相似度計算是指通過一定的度量準則來計算兩條曲線之間的相似程度或距離，這里的曲線可以是不封閉的，也可以是封閉的。它是計算機視覺和模式識別的基本問題，也是許多科學領域的基礎性問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種兩條曲線間相似程度的計算方法，該方法過程無需建立兩條曲線間點對點的對應關系。

本發明采用旋轉放縮變換不變的距離鄰接矩陣和角度鄰接矩陣作為特征，比較兩曲線的相似性，具體是：

輸入：兩條二維曲線分別為A和B，它們均已均勻離散化，用相應的點序表示：A＝(a₁,a₂,a₃,…,a_n),B＝(b₁,b₂,…,b_m)。

輸出：兩條曲線之間的距離ρ(A,B)。該距離越小，表示兩條曲線越相似。

具體步驟包括：

步驟(1)計算曲線A和曲線B的距離鄰接矩陣，并做規范化處理得到D^A、D^B。

步驟(2)計算曲線A和曲線B的角度鄰接矩陣Ω^A、Ω^B。

步驟(3)計算矩陣D^A、D^B、Ω^A和Ω^B的特征值序列，并規范化處理。

步驟(4)計算兩曲線間的距離。

進一步說，步驟(1)中的距離鄰接矩陣中第i行第j列元素計算如下：

d_ij＝‖k_i-k_j‖₂

其中k∈A或B。

步驟(1)中的規范化處理是指將距離鄰接矩陣中的所有元素除以矩陣的中值。

進一步說，所述的角度鄰接矩陣中第i行第j列元素為點k_i和點k_j連線與坐標軸X軸之間的夾角，取值范圍為[0,π/2]。

進一步說，所述的特征值序列中的特征值按從小到大順序排列。

進一步說，特征值序列規范化是將特征值序列中的每一項均與第一項作差值運算。

進一步說，兩曲線間的距離計算公式如下：

其中w_λ和w_ξ為加權系數，k＝min(n,m)，n為距離鄰接矩陣的特征值個數，m為角度鄰接矩陣特征值個數，為D^A的特征值序列中的第i個特征值、為D^B的特征值序列中的第i個特征值、為Ω^A的特征值序列中的第i個特征值，為Ω^B的特征值序列中的第i個特征值。

本發明的有益效果：本發明是一種無需校準的二維曲線相似度計算方法，該方法無懼全局放縮和旋轉平移變換。

具體實施方式