專利名稱：基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的形狀描述方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形狀描述方法，特別是涉及一種數(shù)字圖像中的形狀描述方法。
背景技術(shù)：
目標(biāo)的形狀特征被廣泛用于目標(biāo)識(shí)別中，對(duì)于物體形狀的描述是計(jì)算機(jī)視覺的重要任務(wù)之一?，F(xiàn)有的目標(biāo)形狀描述方法可大體上分為兩大類基于邊界的形狀描述和基于區(qū)域的形狀描述。其中，基于邊界的方法描述目標(biāo)的形狀僅考慮目標(biāo)邊界上的像素點(diǎn)。與之相反，基于區(qū)域的方法則從整個(gè)目標(biāo)圖像的區(qū)域來抽取形狀的特征。目前比較常用的基于邊界的目標(biāo)形狀描述技術(shù)主要有傅里葉描述子、小波描述子、小波-傅里葉描述子等。傅里葉描述子因其計(jì)算簡(jiǎn)單、定義清晰、能量向低頻集中的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于形狀描述領(lǐng)域。傅里葉變換描述子的主要思想是將目標(biāo)輪廓轉(zhuǎn)化為一維信號(hào)，并對(duì)此信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，將其從空間域變換到頻率域，用圖像的頻譜特征來描述目標(biāo)的形狀特征。但是傳統(tǒng)的傅里葉變換采用全局性的基函數(shù)決定其只能用來處理確定的平穩(wěn)信號(hào)，對(duì)于時(shí)變的非平 穩(wěn)信號(hào)則無能為力。分?jǐn)?shù)傅立葉變換是傅立葉變換的推廣形式，它將信號(hào)表示為chirp信號(hào)的組合。分?jǐn)?shù)傅立葉變換克服了傅立葉變換將時(shí)域信息完全摒棄的缺點(diǎn)，通過一種簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的從純粹時(shí)間域到純頻率域的全過程的綜合描述，能夠展示出信號(hào)從純時(shí)間域到純頻率域的所有變化特征。目前也有學(xué)者嘗試用分?jǐn)?shù)傅立葉變換的方法來描述目標(biāo)的形狀特征。張婉婷、王斌提出一種應(yīng)用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的形狀描述方法，利用目標(biāo)一維輪廓的分?jǐn)?shù)傅里葉變換的幅度信息來描述目標(biāo)形狀(應(yīng)用分?jǐn)?shù)階傅里葉變換的形狀描述方法研究 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用 2011. 07. 20)。已有的研究工作表明，圖像的相位譜中含有比幅值譜更多的信息。隨著變換階數(shù)取不同的值，在圖像的分?jǐn)?shù)階相位譜中會(huì)包含不同程度的低頻和高頻信息，對(duì)于比較小的變換階數(shù)甚至可以完全從相位譜恢復(fù)的圖像中看到原圖像的大部分信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種綜合利用目標(biāo)輪廓信息和區(qū)域信息的基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的形狀描述方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的第一步，估計(jì)圖像中目標(biāo)物體的質(zhì)心和主軸方向；第二步，將圖像旋轉(zhuǎn)和平移;第三步，去除旋轉(zhuǎn)和平移之后的圖像中的目標(biāo)外接矩形之外的部分，得到目標(biāo)圖像，并將目標(biāo)圖像的大小進(jìn)行歸一化；第四步，計(jì)算歸一化圖像的不同階數(shù)的分?jǐn)?shù)傅立葉變換；第五步，舍棄分?jǐn)?shù)傅里葉變換的幅值，僅保留相位；第六步，將歸一化圖像的各階分?jǐn)?shù)傅立葉變換的相位直方圖作為物體的形狀特征。本發(fā)明的有益效果是1)所提出的形狀描述方法具有旋轉(zhuǎn)和平移不變性；2)利用分?jǐn)?shù)傅里葉變換相位的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了圖像在不同尺度上的濾波，形狀特征既和物體的邊界輪廓有關(guān)，又與物體的內(nèi)部區(qū)域有關(guān)。


圖I是目標(biāo)的主軸方向。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的描述本發(fā)明所提出的形狀描述方法具體實(shí)現(xiàn)步驟如下設(shè)I為的輸入圖像矩陣，I中只包含一個(gè)目標(biāo)，且目標(biāo)為黑色，背景為白色。第一步，估計(jì)圖像中物體的質(zhì)心和主軸方向，具體為根據(jù)(I)計(jì)算目標(biāo)的質(zhì)心
權(quán)利要求
1.一種基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的形狀描述方法，其特征在于包括以下步驟 設(shè)I為的輸入圖像矩陣，I中只包含一個(gè)目標(biāo)，且目標(biāo)為黑色，背景為白色， 第一步，估計(jì)圖像中物體的質(zhì)心和主軸方向，具體為根據(jù)(I)計(jì)算目標(biāo)的質(zhì)心
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的形狀描述方法。其步驟是第一步，估計(jì)圖像中目標(biāo)物體的質(zhì)心和主軸方向；第二步，將圖像旋轉(zhuǎn)和平移；第三步，去除旋轉(zhuǎn)和平移之后的圖像中的目標(biāo)外接矩形之外的部分，得到目標(biāo)圖像，并將目標(biāo)圖像的大小進(jìn)行歸一化；第四步，計(jì)算歸一化圖像的不同階數(shù)的分?jǐn)?shù)傅立葉變換；第五步，舍棄分?jǐn)?shù)傅里葉變換的幅值，僅保留相位；第六步，將歸一化圖像的各階分?jǐn)?shù)傅立葉變換的相位直方圖作為物體的形狀特征。本發(fā)明所提出的形狀描述方法具有旋轉(zhuǎn)和平移不變性以及利用分?jǐn)?shù)傅里葉變換相位的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了圖像在不同尺度上的濾波，保證了使得所描述的特征既和物體的邊界輪廓有關(guān)，又與物體的內(nèi)部區(qū)域有關(guān)。
文檔編號(hào)G06T9/20GK102722895SQ20121015002
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月15日
發(fā)明者石大明, 鄭麗穎 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)