形状描述符的构建方法及基于该描述符的图像检索方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103226584A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103226584103226584A(43)申请公布日2013.07.31(21)申请号201310122040.9(22)申请日2013.04.10(71)申请人湘潭大学地址411105湖南省湘潭市雨湖区羊牯塘27号(72)发明人高协平仇权(51)Int.Cl.G06F17/30(2006.01)G06K9/62(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书7页说明书7页附图4页附图4页(54)发明名称形状描述符的构建方法及基于该描述符的图像检索方法(57)摘要本发明公开了一种用于形状特征提取的形状描述符构建方法及基于该形状描述符的图像检索方法。形状描述符构建方法包括：(a)用一个唯一的K值描述两相邻采样轮廓点与形状质心之间的三角空间关系，将根据K值分布得到的K值直方图和由轮廓点到形状质心之间的距离得到的质心距直方图组合构建新的基于轮廓的形状描述符；(b)通过对形状轮廓点进行聚类，将得到的聚类中心作为一类新的特征点、聚类区域的特征作为相应特征点的特征值，用一个唯一的L值描述任意两个新的特征点对象与参考对象之间的结合对象特征的三角空间关系，将每个形状得到的一组L值和4阶Zernike矩构建新的基于区域的形状描述符；(c)基于轮廓和区域的形状描述符组成本发明的形状描述符。基于本发明的形状描述符，还提供了一种图像检索方法。CN103226584ACN10326584ACN103226584A权利要求书1/3页1.一种形状描述符的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、构建基于轮廓的形状描述符；(1)运用Canny算子对形状轮廓进行提取，并通过轮廓跟踪算法获取形状最外层的按顺时针顺序排列的形状轮廓点坐标；(2)计算形状质心，并由各个轮廓点到形状质心之间的距离构建归一化的质心距直方图H；(3)对轮廓等距采样，用一个唯一的K值描述两相邻采样轮廓点与形状质心之间的三角空间关系，每个形状可以得到一组K值，根据K值分布构建K值直方图H′；(4)由质心距直方图H和K值直方图H′构建基于轮廓的形状描述符；步骤2、构建基于区域的形状描述符；(1)提取一类新的特征点，并用一个唯一的L值描述结合特征点特征值的特征点空间关系；对形状轮廓点用聚类算法聚类，将每个聚类的聚类中心看做一类新的特征点，聚类区域的特征作为新特征点的特征值，并用一个唯一的L值描述任意两个特征点对象与参考对象之间的结合对象特征的三角空间关系，从而每个形状得到一组L值；(2)图像规范化；将图像形状质心移至坐标原点，形状映射至单位圆内，并计算4阶Zernike矩；(3)4阶Zernike矩及一组L值构建基于区域的形状描述符；步骤3、由步骤1得到的基于轮廓的形状描述符和由步骤2得到的基于区域的形状描述符构建形状描述符。2.如权利要求1所述的一种形状描述符构建方法，其特征在于，步骤1所述的质心距直方图H的计算，包括如下步骤：(1)计算形状质心(xc，yc)：式中N为轮廓点数目，(x(i)，y(i))为第i个轮廓点坐标；(2)计算质心距直方图H：k＝1，2，...N式中N为轮廓点数目，dk为第k个轮廓点到质心之间的距离即质心距，dmax为质心距中最大的值；(3)质心距直方图H归一化：b＝0，1，2，3，...M-1式中N为轮廓点数目，H(b)为直方图量化成M维后的第b维。2CN103226584A权利要求书2/3页3.如权利要求1所述的一种形状描述符构建方法，其特征在于，步骤1所述的K值直方图H′计算，包括如下步骤：(1)对形状轮廓点等距M采样；(2)用一个唯一的K值描述两相邻采样轮廓点与形状质心之间的三角空间关系；设形状质心为O，两相邻采样轮廓点中距离O最近的点为A，其余的一点为B，θ1，θ2分别为∠ABO，∠BAO，将θ1，θ2所处的连续域(0°～180°)等距量化为N类，用一个唯一的值KAB表示这个三角形：式中为θ1，θ2量化后所属的类别；(3)每个形状可以得到一组K值，根据K值的分布，构建K值直方图H′。4.如权利要求1所述的一种形状描述符构建方法，其特征在于，步骤2所述的提取一类新的特征点及一组L值，包括如下步骤：(1)运用聚类算法将形状轮廓点聚成N类；(2)将各个聚类区域的聚类中心看做一类新的特征点，聚类区域的特征作为特征点的特征值，并用一个唯一的L表示任意两个新特征点对象与参考对象之间的结合对象特征的三角空间关系；设任意两个形状轮廓聚类区域为RA和RB，它们的聚类中心即新的一类特征点分别为A，B；参考对象为RO，其中心为O；用VA，VB，VO分别表示RA，RB，RO的特征；KAB可以描述A，B，O之间的三角空间关系，再结合RA，RB，RO的特征