一种基于多尺度轮廓点空间关系特征的形状匹配方法

针对使用三角形区域表示描述子对相似形状进行匹配时,对微小形变比较敏感 以及区分剧烈变化的不相似形状时判别能力较弱的问题, 提出一种结合轮廓点空间关系特征的多尺度形状特征描述子.通过分析不同尺度下参考点与其他采样点之间的位置关系, 利用对应角度信息来对形状进行表示, 并在此基础上构造出一种新的形状特征描述子.本文所提特征提取方法能对形状的局部及全局信息更准确地描述, 具有较好的鲁棒性和判别能力.在形状特征匹配阶段, 利用轮廓点集顺序关系已知这一优势, 引入动态规划及形状复杂度分析的方法,分析形状间的匹配结果, 能够得到较好的形状匹配精度.通过对不同形状数据集行仿真实验, 证明本文方法能够有效地实现形状识别和检索.     

基于轮廓的形状射线描述模型

提出一种新的基于轮廓的形状描述和匹配方法。提取物体的轮廓并在轮廓上进行等间隔采样,利用参考点到采样点的距离、采样点处的轮廓方向及采样点间的空间关系来直观地表达目标的形状特征;通过在不同尺度、方向和位置进行最大表决来获得形状匹配的尺度、旋转和平移不变性;提出了结合局部和整体特征的相似度评分机制来实现目标的匹配和检测。实验表明,形状的射线描述模型不仅能对具有清晰轮廓的目标进行有效的检索和匹配,也可在复杂的图像背景中检测目标。     

结合轮廓与形状特征的仿射形状匹配

目的 针对仿射变换下形状匹配中存在的描述子对形状的描述能力不足,以及描述子计算耗时大的问题,改进基于所有图像点投影的方法,提出一种利用轮廓计算投影面积的仿射形状匹配算法。方法 该算法分为粗匹配和精匹配两个阶段。粗匹配阶段以CSS角点作为备选特征点,首先统计轮廓投影面积分布作为特征点描述子;然后利用动态规划蚁群算法匹配两幅图片公共特征点序列,并将匹配好的特征点序列记为对应的新特征点;最后采用该新特征点划分目标曲线,得到对应的轮廓曲线;这一阶段的目的是对形状的筛选以及寻找一致的轮廓特征点,同时完成轮廓曲线的划分。精匹配阶段,采用小波仿射不变描述子,对粗匹配阶段匹配代价最小的5%的目标进行对应曲线匹配,得到精匹配阶段的匹配代价,从而实现对仿射目标的识别;精匹配弥补了描述子对轮廓细节描述不足的问题。结果 算法的平均检索速度比传统基于形状投影分布描述子提高44.3%,在MPEG-7图像库上的检索效果为98.65%,在MPEG-7仿射图像库上的查准率与查全率综合评价指标比传统的基于形状投影分布描述子高3.1%,比形状上下文高25%。结论 本文算法匹配效果好,效率高,抗噪性强,解决了仿射描述子计算速度慢、描述能力不足的问题,能有效地应用于仿射形状匹配与检索领域。     

基于轮廓分割的形状匹配新方法

提出了基于轮廓分割的形状描述方法,用来进行形状匹配.首先,使用离散曲线演化将形状轮廓简化成具有N个顶点的多边形,并通过去除其中的凹点得到多边形凸点的集合;然后,对由凸点形成的轮廓片段提取角度和曲率特征,得到形状描述子;最后通过匈牙利算法进行轮廓片段之间的距离矩阵的最小代价和计算,从而得到两个形状之间的相似度.基于MPEG-7图像库上的实验证明了本文方法能很好地反映形状的特征,具有较好的匹配效果.     

基于多尺度的轮廓匹配方法

物体的形状轮廓是计算机视觉中一个重要的特征。该文提出了一种基于多尺度下局部特征的描述和动态规划的形状匹配和识别方法。考虑到轮廓在不同尺度下特征点的变化,给出了形状的多尺度描述方法。在轮廓分段匹配过程中,根据噪声和形变的程度不同对局部轮廓分别采用不同尺度滤波,避免了局部形变及噪声导致错误的匹配结果。该算法对于噪声、形变和适度的遮挡有较好鲁棒性,用于行人识别上取得了较好的效果。     

基于多尺度轮廓段的形状特征提取与识别

形状识别是计算机视觉与模式识别领域的重要研究内容。形状的特征选取与描述是形状识别的研究热点。针对现有识别方法的不足，提出一种通过对不同长度轮廓段进行描述，进行特征提取的方法。对每个形状均在6种尺度下进行特征提取，每种尺度选取5种轮廓段特征参数，实现了对形状的特征描述。在形状识别阶段，使用动态时间规整（DTW）算法度量形状描述子之间的匹配距离，实现形状识别。分别在Kimia99、Kimia216和MPEG-7数据库中进行算法验证，结果表明基于多尺度轮廓段的形状特征描述子具有旋转、缩放、平移和局部遮挡不变性，识别率优于现有算法。     

改进离散曲线演化的形状匹配算法

为了在形状匹配的过程中提高形状特征对边界噪声和图像变形的鲁棒性,同时兼顾形状匹配算法的检索精度和运算效率,提出一种基于离散曲线演化的形状匹配算法.首先利用改进的离散曲线演化算法对形状轮廓进行特征提取,获得具有重要视觉部件的轮廓;然后计算该轮廓的形状上下文特征描述符;最后利用动态规划算法计算形状上下文特征描述符的相似度.通过在MPEG-7,Kimia以及Swedish Leaf形状数据库上的实验结果表明,该算法对变形目标具有良好的鲁棒性,且提高了运算效率和匹配精度.此外,改进的离散曲线演化算法可与不同形状描述子融合形成新的形状匹配算法.     

三角组合约束下的尺度不变特征描述子

为克服单点描述子匹配数量少、匹配正确率低等问题,提出一种三角组合约束下的尺度不变特征描述子.首先利用几何约束将满足条件的3个特征点组合为三角形;然后利用三角形内切圆半径作为支撑区域确定的依据,对获取的三角形构建尺度不变的特征描述子并进行匹配;最后根据支撑区域主方向信息将三角形匹配转换为点匹配,并利用重复匹配出现的概率去除错误匹配.实验结果表明,该方法不仅对旋转、尺度变化、视角变化、JPEG压缩等图像变化具有鲁棒性,而且匹配的特征点数量多、匹配准确率较高.     

基于小波变换的局部形状匹配

为解决仿射变换下的局部形状匹配问题,提出了一种新的基于小波描述子的局部形状匹配方法。算法首先基于分割点将轮廓曲线分段,为了更精确地描述每段子曲线,定义一种新的特征点--等面积分割点,并在子曲线上提取,基于该特征点构造一种新的具有局部特征的小波描述子。新定义的等面积分割点有比一般的特征点（角点、拐点、切点）更精确描述曲线的特性,能解决轮廓曲线平滑特征点少而不能被精确描述的问题;定义的等面积分割点和提取的小波描述子都具有仿射不变性,且均为局部描述符,因而该方法适合于仿射变换且在轮廓局部遮挡和缺失的情况下仍然有效。理论分析和实验结果都证明了该算法的有效性。     

以度量分段约束为特征的形状匹配算法

为在形状匹配的过程中利用较少的计算时间获取较高的识别率,同时兼顾形状特征对几何变形的鲁棒性,提出一种以度量分段约束为特征的形状匹配算法.通过提取形状轮廓上采样点间的度量信息,如欧氏距离、三角形半径等,约束每个采样点与整体形状之间的几何关系;进一步,将度量信息进行分段描述,以增强该算法对几何变形的稳定性;最终结合动态规划算法完成形状的匹配.在国际通用数据库上的实验结果表明,文中算法能够快速、有效地实现形状的匹配,且对于形状变形具有较好的适应性;此外,该算法适用于多种几何度量信息,便于扩展和推广.     

顾及多特征的多尺度道路网相似性计算模型

针对现有的多尺度道路网相似性计算方法对道路网特征顾及不足的问题，提出了一种顾及全局轮廓和局部细节的多特征多尺度道路网空间相似性计算模型。该模型首先提取道路网的全局轮廓边界，通过傅里叶描述子计算出轮廓边的形状相似性，以此来度量多尺度道路网的全局相似性；其次，将能够反映局部密度特征的道路网眼引入到局部相似性计算中，分别求取网眼之间的拓扑相似度和几何相似度，二者结合计算多尺度道路网的局部相似性；最后，进行全局特征和局部特征的相似性归一化，对多尺度道路网目标相似性进行整体度量。实验结果表明，该模型计算结果与实际地物特征变化程度保持了较高的一致性，比较符合人类认知。     

仿射变换下基于凸包和多尺度积分特征的形状匹配方法

针对在仿射变换下的形状匹配问题,提出基于凸包的特征点提取方法、基于各向异性高斯核的多尺度积分特征和基于两者的匹配方法.首先提取形状的凸包,根据最大面积原则对凸包相邻顶点之间的曲线进行演化,获取的点和凸包顶点形成仿射不变的特征点;其次对特征点按顺序编组,根据特征点之间的仿射变换关系构造多尺度积分特征向量;最后使用动态规划算法计算形状之间的相似度.实验结果表明,该方法对局部形变和噪声敏感度小,并适用于复杂形状的匹配.此外,特征点提取方法和多尺度积分特征也可与其他方法结合进行形状分析.     

基于曲率匹配的细胞几何形状特征提取方法

细胞轮廓的几何形状是细胞学涂片判读的重要参考,对研究宫颈病变的计算机辅助诊断具有重要意义。针对现有基于形状模板匹配的几何形状识别方法鲁棒性较差的问题,提出了基于曲率匹配的几何形状特征提取方法,通过比较模板轮廓和待识别轮廓的曲率,计算曲率曲线之间的相似度,进而得到细胞轮廓的形状特征,并采用依次旋转轮廓选取最佳匹配的方法来解决轮廓方向不一致的问题,采用以面积等效圆的半径比作为放大比率进行轮廓缩放的方法来解决轮廓大小不一致的问题。通过相关实验证明了该方法所提取的几何形状特征具有尺度不变性和旋转不变性,并与改进Hausdorff距离进行了实验对比,结果表明提取的形状特征能更加准确地识别出细胞轮廓的几何形状。     

用于形状识别的目标轮廓无序点集描述与匹配

将目标形状的轮廓看成一个无序的点集,从中抽取形状特征,用于快速而有效的目标识别是形状分析任务中的挑战性问题.针对该问题,提出了一种基于复杂网络模型的形状描述和识别方法.该方法提出用一种自组织的网络动态演化模型构成一个分层的描述框架,在网络动态演化的每一个时刻,对网络分别进行局部测量和全局测量,抽取网络的无权特征和加权特征.在形状匹配阶段,用获得的局部描述子和全局描述子分别进行局部匹配（基于Hausdorff距离）和全局匹配（基于L₁距离）,组合两种匹配的距离值构成对形状的差异度度量.用标准的测试集对所提出的方法进行性能测试,实验结果表明,所提出的算法能够快速而又鲁棒地完成较高精度的形状识别任务.     

基于SC特征的叶片图像识别研究

提出一种基于改进SC形状上下文描述子的叶片图像特征提取方法.利用颜色聚类分割图像,使用Ostu算子实现二值化处理,提取图像边缘轮廓,结合形状上下文(SC)描述子提取图像轮廓特征,计算匹配代价矩阵,利用匈牙利算法获得最小匹配代价.结果表明该算法具有较高的识别准确度.     

三维破碎物体多尺度拼接技术

在分析三维物体碎片轮廓曲线的特征和表示的基础上,研究多尺度小波轮廓描述符的计算,提出了一种多尺度下轮廓曲线特征提取及基于多尺度分析的三维物体碎片拼接方法.轮廓曲线经多尺度小波变换平滑后,提取曲率和挠率构成特征矢量;在选择了基于小波轮廓描述符的三维曲线匹配起点后,比较2条轮廓曲线的特征矢量以判断轮廓的相似性,并将轮廓匹配的2块相邻物体碎片拼接,实现破碎物体复原.最后通过实验验证了该方法的有效性.     

一种鲁棒的二维图像形状检索方法

以往的基于极坐标变换的轮廓描述方法都是以形状质心作为参考点,使得其对噪声过于敏感,轮廓边界发生轻微的变化就可能导致形状匹配的失败。为此,文中提出一种用于描述和匹配二维图像形状的鲁棒性方法。该方法以广义霍夫变换参数映射的极值点作为待检索图像的参考点,以此来建立对应的极坐标变换轮廓描述曲线,从而通过计算描述曲线间所包围的累积误差面积来实现图像匹配。在3个图像库上的检索实验表明文中方法在具有平移、尺度、旋转不变性的同时还具有较好的鲁棒性,可有效对存在部分遮挡和局部缺损的图像进行检索。     

基于交比上下文的层次化形状特征提取及匹配算法

针对视角变换下的形状识别问题,提出一种基于交比上下文关系的层次化形状特征提取及匹配算法.首先通过由粗到精的采样方式建立层次化的形状特征描述子,实现对形状从整体到局部的描述关系;其次通过对传统的交比不变量进行扩展,建立每5个采样点之间的射影不变关系;最后在形状匹配方面使用动态规划算法计算形状间相似度.实验结果表明,该算法对形状变形具有很好的识别效果,并且计算复杂度低、特征维度小.此外,文中层次化的方法也适用于其他不变量特征,便于和传统的形状特征表示方法进行融合,充分发挥2种描述子各自的优势,具有一定的扩展性.     

形状的不变量特征提取与识别

目的 形状作为图像检索、目标识别等任务中的一种重要线索,一直是计算机视觉领域研究的重点课题。形状识别在实际应用中经常受到视角变化、非线性形变等因素的干扰,导致识别精度较低。针对这一状况,提出一种多尺度的不变量形状描述。方法 方法首先在多个尺度下对形状轮廓进行计算,提取5种不变量特征,以构建对形状的有效描述,然后利用动态时间规整（DTW）算法对形状描述进行匹配,计算形状之间的相似度,以完成形状的匹配与识别。结果 基于不变量多尺度的形状描述对于旋转、缩放、局部遮挡、铰接形变、类内差异,以及噪声等干扰具有很强的鲁棒性。同时,方法被用于对MPEG-7、Kimia99、Kimia216以及铰接形状数据库中的形状进行识别,取得了较高的识别精度,分别为91.79%、95.27%、91.33%,以及89.75%。此外,在MPEG-7数据库中进行形状识别的平均耗时为65 ms,优于大多数同类方法。结论 提出了一种基于不变量多尺度的形状描述方法。该方法能提取形状在不同尺度下的多种不变量特征,对形状进行有效描述,提高了形状描述对几何变换和非线性形变等干扰的鲁棒性以及形状匹配识别精度,适用于大多数应用场景下的目标识别任务。尤其是在旋转、缩放、类内差异、局部遮挡和铰接变形等干扰存在的情况下也能保持较高的识别正确率。     

一种基于时空变化信息的视频内容检索方法

提出一种基于时空变化信息的视频内容检索方法.此方法以自适应变间隔关键帧选择策略提取镜头在时间域上的变化内容,采用时空注意力模型提取空域显著内容;然后对每一显著区域按Mpeg-7标准抽取相似纹理描述子、可扩展颜色描述子和基于轮廓的形状描述子,联合三低层视觉特征进行显著区域间的匹配度计算;最后提出用于视频检索的两镜头相似度匹配算法.对比实验表明该方法能有效进行基于内容的视频检索.