一种基于轮廓特征的目标识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102880877A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102880877A(43)申请公布日2013.01.16(21)申请号201210372459.5(22)申请日2012.09.28(71)申请人中科院成都信息技术有限公司地址610041四川省成都市人民南路四段9号(72)发明人赵雪专陈斌张绍兵裴利沈廖世鹏成苗何莲张元(74)专利代理机构成都赛恩斯知识产权代理事务所(普通合伙)51212代理人朱月仙(51)Int.Cl.G06K9/64(2006.01)G06K9/46(2006.01)权利要求书权利要求书4页4页说明书说明书88页页附图附图11页(54)发明名称一种基于轮廓特征的目标识别方法(57)摘要本发明公开了一种基于轮廓特征的目标识别方法，包括如下步骤一和步骤二：步骤一、建立物体模板轮廓的特征库：提取物体模板的完整轮廓；在轮廓上提取特征点和中心点；利用特征点和中心点建立距离矩阵对轮廓进行描述；针对轮廓上的所有像素点进行距离矩阵的计算；步骤二、对待检测图像进行目标识别：提取待检测图像的边缘；在边缘上提取特征点；计算特征点组成的特征描述；将待检测图像的特征描述与物体模板轮廓特征库中的特征进行匹配；估计待检测图像轮廓的中心点；估计待检测图像的轮廓。本发明相对于现有技术，解决了在轮廓匹配过程中的尺度问题，使轮廓匹配过程中的尺度不变，并有效的应用于图像中的目标识别。CN10287ACN102880877A权利要求书1/4页1.一种基于轮廓特征的目标识别方法，所述方法包括如下步骤：步骤一、建立物体模板轮廓的特征库；步骤二、对待检测图像进行目标识别，其特征在于，所述步骤一包含如下步骤：(1.1)提取物体模板的完整轮廓；(1.2)在物体模板的轮廓上提取特征点和轮廓的中心点；(1.3)利用特征点和中心点建立距离矩阵对轮廓进行描述；(1.4)针对轮廓上的所有像素点进行距离矩阵的计算，计算结果的集合即物体模板轮廓的特征库，所述步骤二包含如下步骤：(2.1)提取待检测图像的边缘；(2.2)在待检测图像的边缘上提取特征点；(2.3)计算待检测图像特征点组成的特征描述；(2.4)将待检测图像的特征描述与物体模板轮廓特征库中的特征进行匹配；(2.5)估计待检测图像轮廓的中心点；(2.6)根据待检测图像轮廓估计的中心点与对应图像边缘的距离关系以及物体模板轮廓中中心点与轮廓的距离关系，估计出待检测图像的轮廓。2.根据权利要求1所述的基于轮廓特征的目标识别方法，其特征在于，所述步骤(1.1)中利用背景差法提取物体模板的完整轮廓，轮廓的结果表示为S＝{Pi；i＝1...N}，其中S表示物体模板的轮廓，Pi表示轮廓上的像素点，N表示轮廓中像素点的个数。3.根据权利要求2所述的基于轮廓特征的目标识别方法，其特征在于，所述步骤(1.2)中在物体模板的轮廓上提取特征点和轮廓的中心点包括如下步骤：对轮廓上的点Pi(xi，yi)计算其满足一定条件的对应的特征点，具体包含如下步骤：设物体模板轮廓上的任意点Pj(xj，yj)，取点Pk(xk，yk)，其中k＝2*j-i，得到d表示点Pj到点Pi和点Pk组成直线的距离，Ax+By+C＝0表示点Pi和点Pk所在的直线方程，其中A＝yk-yj，B＝xi-xk，C＝xkyj-xiyk，点Pi到点Pk的距离可以表示为：t为d和dik这两个距离的比值，当t≥T时，则取顺序上最靠近Pi点的Pj点为Pi对应的特征点，T为根据不同物体设定的阈值参数；对轮廓上的所有点依次计算对应的特征点，得到对应关系C表：C＝{Pi，Pm；i＝1...N，m∈{1，...，N}}，其中Pm为Pi对应的特征点，N表示轮廓中像素点的个数；计算轮廓的中心点为：4.根据权利要求3所述的基于轮廓特征的目标识别方法，其特征在于，所述步骤(1.3)利用特征点和中心点建立距离矩阵对轮廓进行描述具体包含如下步骤：计算以轮廓上的点Pi为起点的物体模板轮廓特征库中的描述矩阵Di，具体包含如下步骤：利用对应关系C表找到Pi对应的特征点Pj；利用对应关系C表找到Pj对应的特征点Pk；2CN102880877A权利要求书2/4页计算Di为以Pi为起点，Pk为终点的轮廓描述矩阵，其中di，j＝log(1+||Pi-Pj||2)，di，j是Pi和Pj点之间的欧式距离在对数空间的距离表示；计算轮廓上每个特征点Pi和中心点Pcenter的关系，用向量表示为其中N表示轮廓中像素点的个数。5.根据权利要求4所述的基于轮廓特征的目标识别方法，其特征在于，所述步骤(2.1)提取待检测图像的边缘具体包含如下步骤：将采集到的待检测图像转换为灰度图；用canny算子对待检测图像进行边缘提取；用边缘连接算法把距离较近的边缘连接起来，得到待检测图像的边缘