一种图像形状轮廓描述符的构造方法技术

本发明专利技术公开了一种图形轮廓描述符的构造方法，该方法包括如下步骤：Ａ．逐点检测图形轮廓，得到轮廓矢量；Ｂ．根据轮廓矢量抽取定向距离矢量；Ｃ．根据定向距离矢量构造轮廓描述符。本发明专利技术方法具有如下优越性：（１）对图形轮廓的描述非常直观，与人的感觉很相似；（２）对旋转、平移、缩放保持不变，并对形变也有着很好的抗干扰能力；（３）数据结构很清晰，可以在不同分辨率下进行检索；（４）对于非凸形状也有很好描述能力。本发明专利技术方法构造出的轮廓描述符有效且鲁棒性较好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及视觉信息检索领域，特别涉及一种图像形状轮廓描述符的构 造方法。
技术介绍
随着计算机和宽带网络的普及，数字获取设备和数字存储设备的推广， 包括文字、图像、视频、音频等在内的各种多媒体信息数据的数量正以惊人 的速度增长。如何从中尽快地从海量的数据中发现有用的信息是已经成为一 个严峻的问题。因此，对于数据高效访问，特别是对视觉信息数据的高效访 问已经变的越来越重要。为了有效解决这一问题，人们提出了基于视觉信息内容的检索方法。该 方法可以通过对视觉信息特征的分析，自动获取其内容，从而为高效的视觉 信息访问开辟了途径。基于内容的视觉信息检索的关键问题是找到一种既稳 定又高效的图像特征描述方法。目前，颜色、形状、紋理等是进行视觉信息 检索的最主要的低层次特征，而其中，形状又是非常重要的一种。但事实上 基于形状的检索还远没有得到很好的解决，人对形状的感觉不仅是一个视觉 神经的反映结果，还与人关于现实世界的知识密切相关，这导致对图像形状 的描述是一个非常复杂的问题。至今仍没有找到形状的确切数学定义，包括 几何的、统计的、或形态学的，使之能与人的感觉相似。所以我们目前只能 在实验基础上用数学的语言对这种人的感觉进行一定程度的逼近。对形状进行分析和分类的方法很多，目前已出现的几种比较典型的形状分析分类方法包括几何参数法(Scassellati B, et al. 1994. Retrieving images by-2D shape: a comparison of computation methods with human perceptual judgments. SPIE， 2185:2-14 ),不变矩法(Mehtre B M， Kankanhalli M S， Lee W F. 1997. Shape measures for content based image retrieval: a comparison. Information Processing & Management, 33(3): 319-337)，小波多分辨率检索法(Jacobs C E， et al. 1995. Fast multiresolution image querying. Proc. SIGGAPH，95， 277-286 )，边缘距离直方图法(Jain A K， Vilaya A. 1996. Image retrieval using color and shape. PR, 29(8): 1233-1244 )，切线空间法(Latecki L J， Lakamper R. 2001. Shape description and search for similar objects in image databases. In: State-of-the, Aret in content-Based Image and Vided Retrieval. Veltkamp R C, BurkhardtH， Kriegedl H P， eds. Kluwer Academic Publishers. Ch.4， 69-96 )，隐马尔可夫法(Trazegnies C, Urdiales C, Bandera A， et al. 2002. Planar shape indexing and retrieval based on Hidden Markov Models. PRL， 23(10): 1143-1151 )和基于质点半径模型(Dalong Li. 2002. Shape Retrieval Based on Distance Ratio Distribution. Intelligent Enterprise Technologies Laboratory, HP Laboratories Palo Alto; Shuang Fan. 2001. Shape Representation and Retrieval Using Distance Histograms. Department of computing science University of Alberta. Edmonton, Alberta, Canada; Kian-Lee Tan. 2000. Indexing shapes in image databases using the centroid-radii model.. Data & Knowledge Engineering 32 271-289)构造图形轮廓描述符的方法。以下对上 面提到的最后 一种方法作简要介绍。基于质点半径模型构造图形轮廓描述符的方法主要包括三个部分 (1 )轮廓的距离矢量的计算。首先使用边缘检测方法得到图形的轮廓，然后计算该轮廓的质心，并由 轮廓质心出发对图形进行360度扫描，每l度取一个距离矢量分量，从而得 到从质心到轮廓距离的一个360维距离矢量。接着将该距离矢量归一化，使 其对图像的平移、缩放皆不变。之后，从归一化的距离矢量中找到间隔最大 的最小值一最大值对，并以最小值为第一个元素，同时使最大值在前180个 元素内，按照最小值一最大值方向对距离矢量重新排序，得到有方向的距离矢量。将该矢量量化为一个12个元素的特征数椐B。特征数据B对于图4象 的旋转、平移、缩放保持不变。(2) 从轮廓的距离矢量中抽取轮廓的转折点，即尖峰检测。检测出的尖峰代表了轮廓上的转折点，而尖峰的个数被保存为特征数据 ^，由于特征数据^从方向距离矢量中抽取得到，所以它同样对图像的旋转、 平移、缩放不变。(3) 轮廓描述符的构造。根据特征数据A和特征数据B就可以构造对图像旋转、平移、缩放皆 不变的轮廓描述符D = ^ 。使用该描述符既可以很好的对图形轮廊进行描 述，又可以方便的对图形的相似性进行表达。使用基于质点半径模型的方法得到的特征数据虽然是平移、缩放和旋转 不变的，但是由于该特征数据是按固定角度计算轮廓到质心的距离，所以对 非凸的图形轮廓的描述会产生很大的误差。特别是对类似星形等放射状图形 的效果会很差，因为在这种情况下轮廓上的一条边，无论其长度大小如何， 都可能只被映射成特征数据中的一个点，从而使得该方法不能有效的描述形 状的轮廓。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提出一种图像形状轮廓描述符的构造方 法，在保证对形状的平移、缩放和旋转不变的前提下，能够很好地对图像形 状轮廓进行描述。该方法包括如下步骤A、 逐点检测图形轮廓，得到轮廓矢量；B、 根据轮廓矢量抽取定向距离矢量；C、 根据定向距离矢量构造轮廓描述符。 其中，步骤A包括Al、对图形轮廓进行搜索，找到第一个轮廓点，对该轮廓点设置已找 到的标记，以该轮廓点作为搜索区域中心点；A2、在与所确定的搜索区域中心点相邻的像点中，按照逆时针或顺时 针的顺序判断是否搜索到未标记的轮廓点，若是，则执行步骤A3;否则， 将所有被找到的轮廓点按照逆时针或顺时针顺序组成轮廓矢量，并结束步骤 A;A3、对新搜索到的轮廓点设置已找到的标记，并将新搜索到的轮廓点 作为搜索区域中心点并转至步骤A本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图形轮廓描述符的构造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：Ａ、逐点检测图形轮廓，得到轮廓矢量；Ｂ、根据轮廓矢量抽取定向距离矢量；Ｃ、根据定向距离矢量构造轮廓描述符。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵刚，孔晓东，曾贵华，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]