一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸檢測(cè)方法。該方法的搜索過(guò)程可以在(k，b)空間或(α，b)或(α，b’)空間進(jìn)行，先在搜索空間內(nèi)確定包含對(duì)稱軸所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的一個(gè)搜索區(qū)域，然后在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，求出該平面圖形對(duì)象的厚度為δ的殼與其相對(duì)于搜索空間內(nèi)各點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的直線的對(duì)稱圖形交集的面積函數(shù)值，求取區(qū)域內(nèi)面積函數(shù)的極大值點(diǎn)或最大值點(diǎn)，將各極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線作為對(duì)稱軸的備選線，并最終確定一條(或幾條)直線為對(duì)稱軸，若對(duì)稱軸存在且唯一，則最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線即為該平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸。本發(fā)明的方法能精確檢測(cè)局部對(duì)稱或準(zhǔn)對(duì)稱平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸。
【專利說(shuō)明】一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)字圖像處理、模式識(shí)別【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)稱是自然界及人類社會(huì)中的物體普遍存在的一種形狀特征。在人工視覺尤其是目標(biāo)識(shí)別領(lǐng)域，對(duì)平面圖形對(duì)稱軸的識(shí)別通常是坐標(biāo)軸重新標(biāo)定及對(duì)象識(shí)別的基礎(chǔ)。在車輛及建筑物識(shí)別、人臉識(shí)別、指紋識(shí)別、印章識(shí)別、腦部CT圖像分析等領(lǐng)域，對(duì)稱軸檢測(cè)都是必需的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
[0003]平面圖形對(duì)象的對(duì)稱可分為以下三種情況:
[0004]1.嚴(yán)格對(duì)稱:設(shè)P={(Xi，Yi) |i G [I, N]}為平面圖形對(duì)象，L為同一平面內(nèi)直線。若Vae尸，BWeP，aa'丄L，且| ao | = | oa' |，其中o為線段aa'與L的交點(diǎn)，則稱P關(guān)于直線L嚴(yán)格對(duì)稱。
[0005]2.局部對(duì)稱 ^P=Kxi, Yi) I i G [I, N]}為平面圖形對(duì)象，S=Kxj, Yj) j G [I,M]}為P的邊界,L為同一平面內(nèi)直線,若czS ,S1關(guān)于直線L嚴(yán)格對(duì)稱,且^ (S-S1)，其關(guān)于L的鏡像點(diǎn)(S-S11)，稱P關(guān)于直線L局部對(duì)稱。
[0006]3.準(zhǔn)對(duì)稱:若圖形對(duì)象P對(duì)稱度較高，但其邊界S對(duì)稱度較低，稱P為準(zhǔn)對(duì)稱平面
圖形。其中，P的對(duì)稱度
【權(quán)利要求】
1.一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下: (1)設(shè)P為平面圖形對(duì)象，L:y=kx+b為面內(nèi)直線，將P的對(duì)稱軸粗定位為直線y=kQx+b。，確定P的對(duì)稱軸在(k, b)空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的搜索區(qū)域?yàn)榘?I^bci)的區(qū)域Q ； (2)求出函數(shù)C(k，b)在區(qū)域Q內(nèi)各點(diǎn)處的函數(shù)值，其中，C(k，b)=Card(SSI(P，L，6)),SSI (P，L，S ) =Ps n Ps'，PS為P的厚度為S的殼，PsSP內(nèi)距邊界上至少一點(diǎn)距離不大于6的所有點(diǎn)的集合，Ps'表示Ps關(guān) 于L的線對(duì)稱圖形，Card(*)表示求取集合中元素?cái)?shù)的運(yùn)算； (3)求C(k，b)在Q內(nèi)所有的極大值點(diǎn)，將各極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線作為P的對(duì)稱軸備選線，并根據(jù)平面圖形對(duì)象的特征、檢測(cè)的具體要求從備選線中確定P的對(duì)稱軸或?qū)?yīng)于P的某對(duì)稱局部的局部對(duì)稱軸；若P的對(duì)稱軸或局部對(duì)稱軸存在且唯一，則求取C (k,b)在Q內(nèi)的最大值點(diǎn)，該最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線即為P的對(duì)稱軸或局部對(duì)稱軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，采用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量法或最小二乘法或主元分析法將平面圖形對(duì)象P的對(duì)稱軸粗定位為yzkp+b。。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)平面圖形對(duì)象對(duì)稱度較高時(shí)，可減小8值以提高檢測(cè)精度，當(dāng)圖形對(duì)象對(duì)稱度較低時(shí)，可增大S值以避免漏檢及誤檢。
4.一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下: (1)設(shè)P為平面圖形對(duì)象，L:y=x ? tana+b為面內(nèi)直線，將P的對(duì)稱軸粗定位為直線y=x ? tan a 0+b0,確定P的對(duì)稱軸在(a，b)空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的搜索區(qū)域?yàn)榘?a 0, b0)的區(qū)域Q "; (2)求出函數(shù)C(a，b)在區(qū)域Q"內(nèi)各點(diǎn)處的函數(shù)值，其中，C(a，b)=Card(SSI(P，L，6)), SSI (P，L，8)=Ps n Ps'，Ps為P的厚度為6的殼，Ps為P內(nèi)距邊界上至少一點(diǎn)距離不大于S的所有點(diǎn)的集合，Ps'表示Ps關(guān)于L的線對(duì)稱圖形，CardO)表示求取集合中元素?cái)?shù)的運(yùn)算； (3)求C(a，b)在Q"內(nèi)所有的極大值點(diǎn)，將各極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線作為P的對(duì)稱軸備選線，并根據(jù)圖形對(duì)象的特征、檢測(cè)的具體要求從備選線中確定P的對(duì)稱軸或?qū)?yīng)于P的某對(duì)稱局部的局部對(duì)稱軸；若？的對(duì)稱軸或局部對(duì)稱軸存在且唯一，則求取C( a，b)在^ "內(nèi)的最大值點(diǎn)，該最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線即為P的對(duì)稱軸或局部對(duì)稱軸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的局部對(duì)稱或準(zhǔn)對(duì)稱平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸檢測(cè)方法，其特征在于，采用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量法或最小二乘法或主元分析法將平面圖形對(duì)象P的對(duì)稱軸粗定為y=x ? tan a 0+b〇。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)平面圖形對(duì)象P的對(duì)稱度較高時(shí)，可減小8值以提高檢測(cè)精度，當(dāng)圖形對(duì)象對(duì)稱度較低時(shí)，可增大6值以避免漏檢及誤檢。
7.一種平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下: (I)設(shè)P為平面圖形對(duì)象，L:y=x ? tana+b為面內(nèi)直線，將P的對(duì)稱軸粗定位為直線y=x ^tana Jbtl，確定P的對(duì)稱軸在(a，b’ )空間內(nèi)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的搜索區(qū)域?yàn)榘琔c^bc/ )的區(qū)域 Q '，其中，b/ =(l-cos a。)? yQ+bQ ? cos a Q+sin a。? X。,變量 b’ 與 b 的映射關(guān)系為-.h1 =(1-Cosa) ? y0+b ? cos a +sin a ? x0, (x0, y0)為后續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)算的旋轉(zhuǎn)中心；(2)求函數(shù)CU’b')在區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)處的函數(shù)值，其中，C(a，b/ ) =Card (SSI (P1(Q), (b / )，S ))，Card (*)表示求取集合中元素?cái)?shù)的運(yùn)算，SSI (P1(Ci), L' (b/ ), 6)=Pls(a) n P1^ (a ,b/ )，P1 ( a )為將 P 以某定點(diǎn)(x。，y。)為中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度a得到的圖形對(duì)象，Pls(a) SP1(Ci)的厚度為5的殼，Pls(a)為P1U)內(nèi)距邊界上至少一點(diǎn)距離不大于S的所有點(diǎn)的集合，Pls' (a，b')表示PlsU)關(guān)于直線L' (b' ):y=b'的線對(duì)稱圖形，Pls' (a，b')只需將Pls' (hb/ )作平移運(yùn)算得到； (3)求C(a，b')在Q'內(nèi)所有的極大值點(diǎn)，將各極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線作為P的對(duì)稱軸備選線，并根據(jù)平面圖形對(duì)象的特征、檢測(cè)的具體要求從備選線中確定P的對(duì)稱軸或?qū)?yīng)于P的某對(duì)稱局部的局部對(duì)稱軸；若P的對(duì)稱軸或局部對(duì)稱軸存在且唯一，則求取C(a，b')在Q '內(nèi)的最大值點(diǎn)，該最大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的直線即為P的對(duì)稱軸或局部對(duì)稱軸，(a，b')空間中的點(diǎn)(a%b'，對(duì)應(yīng)的直線方程為L(zhǎng)*:y=tan(a，x+b%其中，b*= (y0_tan a * ? x0) + (b, *-y0) sec a *。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的局部對(duì)稱或準(zhǔn)對(duì)稱平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸檢測(cè)方法，其特征在于，采用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量法或最小二乘法或主元分析法將平面圖形對(duì)象P的對(duì)稱軸粗定位為y=x ? tan a 0+b〇。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的平面圖形對(duì)象的對(duì)稱軸的檢測(cè)方法，其特征在于，當(dāng)圖形對(duì)象P的對(duì)稱度較高時(shí)，可減小S值以提高檢測(cè)精度，當(dāng)圖形對(duì)象對(duì)稱度較低時(shí)，可增大S值以避免漏檢及誤檢。
【文檔編號(hào)】G06K9/46GK103559494SQ201310521085
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】孫繼平, 洪亮 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)