專利名稱：基于分數(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)：
目標的形狀特征被廣泛用于目標識別中，對于物體形狀的描述是計算機視覺的重要任務(wù)之一?，F(xiàn)有的目標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的形狀僅考慮目標邊界上的像素點。與之相反，基于區(qū)域的方法則從整個目標圖像的區(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算簡單、定義清晰、能量向低頻集中的特點，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輪廓轉(zhuǎn)化為一維信號，并對此信號進行傅里葉變換，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，對于時變的非平 穩(wěn)信號則無能為力。分數(shù)傅立葉變換是傅立葉變換的推廣形式，它將信號表示為chirp信號的組合。分數(shù)傅立葉變換克服了傅立葉變換將時域信息完全摒棄的缺點，通過一種簡單的方式實現(xiàn)了信號的從純粹時間域到純頻率域的全過程的綜合描述，能夠展示出信號從純時間域到純頻率域的所有變化特征。目前也有學者嘗試用分數(shù)傅立葉變換的方法來描述目標的形狀特征。張婉婷、王斌提出一種應(yīng)用分數(shù)階傅里葉變換的形狀描述方法，利用目標一維輪廓的分數(shù)傅里葉變換的幅度信息來描述目標形狀(應(yīng)用分數(shù)階傅里葉變換的形狀描述方法研究 計算機工程與應(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，在圖像的分數(shù)階相位譜中會包含不同程度的低頻和高頻信息，對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輪廓信息和區(qū)域信息的基于分數(shù)傅立葉變換的形狀描述方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的第一步，估計圖像中目標物體的質(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外接矩形之外的部分，得到目標圖像，并將目標圖像的大小進行歸一化；第四步，計算歸一化圖像的不同階數(shù)的分數(shù)傅立葉變換；第五步，舍棄分數(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數(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)利用分數(shù)傅里葉變換相位的特點，實現(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是目標的主軸方向。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖舉例對本發(fā)明做詳細的描述本發(fā)明所提出的形狀描述方法具體實現(xiàn)步驟如下設(shè)I為的輸入圖像矩陣，I中只包含一個目標，且目標為黑色，背景為白色。第一步，估計圖像中物體的質(zhì)心和主軸方向，具體為根據(jù)(I)計算目標的質(zhì)心
權(quán)利要求
1.一種基于分數(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中只包含一個目標，且目標為黑色，背景為白色， 第一步，估計圖像中物體的質(zhì)心和主軸方向，具體為根據(jù)(I)計算目標的質(zhì)心
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種基于分數(shù)傅立葉變換的形狀描述方法。其步驟是第一步，估計圖像中目標物體的質(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外接矩形之外的部分，得到目標圖像，并將目標圖像的大小進行歸一化；第四步，計算歸一化圖像的不同階數(shù)的分數(shù)傅立葉變換；第五步，舍棄分數(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數(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數(shù)傅里葉變換相位的特點，實現(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G06T9/20GK102722895SQ20121015002
公開日2012年10月10日 申請日期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 申請人:哈爾濱工程大學