The invention relates to a method for fast computation of terrain matching 3D Zernike moment steps: (1) using geometric moment dynamic storage technology provided by the invention reduces the computation complexity of the redundant 3D Zernike moment calculation; (2) separation using coordinate computing technology provided by the invention, to reduce the amount of redundant computing geometric moments in the calculation; (3) by the symmetry of the technology provided by the invention, the calculation of geometric moment classification, improve the computational efficiency; (4) the comprehensive use of the three fast computing technology, implementation for rapid calculation of terrain matching 3D Zernike moments. Compared with the traditional calculation method of the invention, the terrain matching, can improve the calculation speed of 3D Zernike moment is about two orders of magnitude.
【技术实现步骤摘要】
用于地形匹配的3DZernike矩快速计算方法
本专利技术涉及一种用于地形匹配的3DZernike矩快速计算方法,属于导航
技术介绍
3DZernike矩具有旋转平移尺度变换不变特性,以及适应性强、鲁棒性好等优点,在三维图形检索、分子生物学等诸多领域已得到广泛研究。地形在空间中表现为三维曲面,利用3DZernike矩可提取地形曲面的起伏特征,并构造特征向量,应用于地形匹配中。由于3DZernike矩的优良特性,使得应用3DZernike矩的地形匹配精度很高。制约3DZernike矩在应用的主要问题是大计算量问题,3DZernike矩的计算用时随地形区域的增大呈平方增长,随3DZernike矩阶次的提高呈指数增长。为提高3DZernike矩的计算效率,利用归一化单位球的体对称性降低计算量的许多方法被提出,并在计算三维实体和三维表面中取得较好效果。上述方法的针对对象,即三维实体和三维表面,与地形曲面之间存在差异,单位球的体对称性并不能对地形曲面的计算带来改善,相比之下,计算模板的面对称性更有应用价值,为3DZernike矩的计算简化提供了可能。按照传统算法,用于地形匹配的3DZernike矩的计算方法如下:(1)数据进行归一化处理。将地形高程数据归一化到单位球内。(2)计算几何矩。几何矩,定义为单位球内的积分Mrst=∫|X|≤1f(X)xrysztdX,X=(x,y,z)T(1)地形高程图在三维空间的表现为一曲面,在曲面上f(X)=1,其它位置f(X)=0。故几何矩Mrst可简化为其中N表示曲面包含的点数,(xi,yi,zi)表示三维空间中所有位于 ...
【技术保护点】
用于地形匹配的3D Zernike矩快速计算方法,其特征在于步骤如下:(1)利用本专利技术提出的几何矩动态存储技术,降低3D Zernike矩计算中的冗余计算量;(2)利用本专利技术提出的坐标分离计算技术,降低几何矩计算中的冗余计算量;(3)利用本专利技术提出的对称性技术,对几何矩分类计算,提高计算效率。
【技术特征摘要】
1.用于地形匹配的3DZernike矩快速计算方法,其特征在于步骤如下:(1)利用本发明提出的几何矩动态存储技术,降低3DZernike矩计算中的冗余计算量;(2)利用本发明提出的坐标分离计算技术,降低几何矩计算中的冗余计算量;(3)利用本发明提出的对称性技术,对几何矩分类计算,提高计算效率。2.根据权利要求1所述的用于地形匹配的3DZernike矩快速计算方法,其特征在于:所述步骤(1)中的几何矩动态存储技术为:通过动态分配存储空间,存储已计算的几何矩Mrst及其阶次(r,s,t),从而在最终计算3DZernike矩时直接搜索调用,避免冗余计...
【专利技术属性】
技术研发人员:王可东,朱桐乾,王海涌,
申请(专利权)人:北京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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