輪廓曲線的關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)研究.pdf

1、過(guò)去的二十年中，計(jì)算機(jī)的運(yùn)用需求不斷增加，數(shù)字圖像處理正被越來(lái)越廣泛地運(yùn)用于人們的生活。CT成像、氣象衛(wèi)星圖像、安檢設(shè)備等應(yīng)用已逐漸被人們所熟知。 圖像的特征研究是許多圖像處理高層應(yīng)用的基礎(chǔ)，針對(duì)特定的應(yīng)用提取有效的特征，借助于這些特征再進(jìn)行配準(zhǔn)、識(shí)別等處理。圖像中的物體可以用它的輪廓線來(lái)表示。輪廓線的優(yōu)勢(shì)在于它忽略了物體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，如復(fù)雜的紋理特征等，同時(shí)又保留了完整的形狀信息。在實(shí)際應(yīng)用中，二維物體的輪廓通常是通過(guò)圖像系統(tǒng)的

2、離散采樣和分割而得到的，處理的結(jié)果以像素的形式保存。這種方式雖然有時(shí)能直接用來(lái)描述二維物體的邊界，但是在多數(shù)場(chǎng)合往往因?yàn)樵柬旤c(diǎn)的數(shù)據(jù)量過(guò)大，給數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存及分析處理工作帶來(lái)麻煩。 心理學(xué)家Attneave通過(guò)一系列的試驗(yàn)得出一個(gè)非常著名的結(jié)論：描述一條曲線的形狀信息集中在具有高曲率的關(guān)鍵點(diǎn)上。關(guān)鍵點(diǎn)可以有效地表征曲線的重要信息，使用關(guān)鍵點(diǎn)來(lái)表示曲線既可以減少數(shù)據(jù)量，又保留了完整的形狀信息，平滑邊界，削弱噪聲。因此，提取輪廓曲線的

3、關(guān)鍵點(diǎn)是一項(xiàng)有重要實(shí)際意義的工作。 本文的研究?jī)?nèi)容主要針對(duì)二維物體的輪廓曲線檢測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)，所做的主要工作如下：首先，介紹圖像特征的定義、應(yīng)用及研究難點(diǎn)，重點(diǎn)介紹圖像的邊緣和角點(diǎn)特征。然后對(duì)已有的輪廓曲線關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)方法進(jìn)行比較，指出其優(yōu)缺點(diǎn)。接著對(duì)多邊形逼近、圓弧擬合、B樣條擬合三類關(guān)鍵點(diǎn)提取算法分別進(jìn)行研究。1．多邊形逼近算法是目前關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)算法的研究熱點(diǎn)。改進(jìn)一種基于局部信息的算法，在保證其精度的同時(shí)，降低時(shí)間復(fù)雜度，使其適用于

4、實(shí)時(shí)處理領(lǐng)域。2．針對(duì)多邊形逼近算法在擬合平滑曲線時(shí)存在的缺點(diǎn)，提出圓弧擬合提取關(guān)鍵點(diǎn)的方法。通常的方法是借助于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法和計(jì)算最優(yōu)半徑來(lái)解決這類問(wèn)題，但是這類方法時(shí)間復(fù)雜度很大。本文提出一種新的思想：通過(guò)估計(jì)拱高，快速確定圓弧的圓心和半徑參數(shù)，綜合了圓弧和直線段擬合的優(yōu)點(diǎn)。并且采用迭代的算法，有效地降低了算法的時(shí)間復(fù)雜度，同時(shí)在-些情況下擬合精度有所提高。3．介紺帶形狀參數(shù)的B樣條擬合曲線的方法，采用4次多項(xiàng)式擬合提取關(guān)鍵點(diǎn)。最后，