[发明专利]一种检索相似性形状的方法

说明书

技术领域

本发明涉及对形状进行检索，具体涉及一种检索相似性形状的方法。

背景技术

形状匹配/检索是计算机视觉中的一个非常重要的问题。现有许多种不同的形状匹配方法，并且在提高匹配精度上取得了一定的进展。然而，几乎所有这些方法都重点专注于两两形状之间的相似性度量，试图通过提出更合理的形状描述子和匹配算法，从而更好的度量两个形状之间的相似性或距离。这些方法都基于一个典型的观点，两个形状越相似，它们之间的差异就越小，这个差异通常由距离函数来度量。然而，这一观点忽视了一个事实：对于形状而言，有些同类形状之间的差异可能很大，而有些不同类形状之间的差异可能反而相对较小。这种现象由形状的复杂性引起，由于同类形状间的遮挡、扭曲或非刚性的形变等，同类的形状可能有很大的区别。换言之，对于区别很大的同类形状而言，无论如何改进形状描述子或匹配算法，都不可能对本来差异就很大的两个形状进行很好的度量和比较，使得它们很相似。虽然这种差异可能不是形状之间的本质区别，但却难以消除。要解决这个问题，需要对目前单纯从两个形状本身的特性出发进行相似性度量的思路进行改进。

“内距离形状上下文”是近年来提出的一种很有效的形状描述子。它对于同类形状的非刚性变化具有较强的稳定性。在本发明的系统中，形状描述子使用内距离形状上下文。内距离形状上下文的具体内容，在HaibinLing和David W.Jacobs所著、2007年发表在期刊“IEEE Transactions onPattern Analysis and Machine Intelligence”第26卷第11期上的文章“ShapeClassification Using the Inner-Distance”中有详细介绍。

动态规划方法是运筹学的一个分支，是解决多阶段决策过程的一种数学方法。近年来，动态规划方法在形状匹配、形状检索中取得了广泛的应用。在本发明中，对形状进行匹配使用动态规划方法。关于动态规划方法在形状匹配中应用的内容，在Evangelos Milios和Euripides G.M.Petrakis所著、2000年发表在期刊“IEEE Transactions on Image Processing”第9卷第1期上的文章“Shape Retrieval Based on Dynamic Programming”中有详细的介绍。

发明内容

本发明的目的在于提供一种检索相似性形状的方法，该方法可以提高形状检索的准确率。

本发明提供的一种检索相似性形状的方法，包括下述步骤：

(1)提取输入查询图像和数据库中待检索图像的形状轮廓，查询图像称之为查询形状，待检索图像称之为待检索形状；

(2)在步骤(1)所提取的查询形状和待检索形状的基础上，计算每个形状轮廓的特征，也就是描述子；

(3)在步骤(2)计算得到的形状特征的基础上，对于输入的查询形状和数据库中的待检索形状所组成的形状集合，对集合中的任意两个形状之间进行匹配，求出其两两之间的不相似性度量值，根据这些不相似性度量值组成一个不相似性度量矩阵；

(4)根据步骤(3)求得的不相似性度量矩阵，计算查询形状跟数据库中任意一个待检索形状之间的相似度；

(5)基于步骤(4)中求得的输入查询形状跟数据库中所有待检索形状之间的相似度，确定检索输出结果。

本发明具备如下性质：(1)取代了以前只计算每一对形状的相似度的方式，更多地利用了由已知所有形状组成的流形；(2)没有显性地学习流形或测地线，因为这一计算耗费比较大。一个更好的相似度通过查询形状向数据库中待检索的形状传递相似度来得到。在具体实施方式部分将对本发明的效果作进一步的说明。

附图说明

图1是本发明输入的测试图像示例；

图2是形状轮廓抽样点及内距离示意图，(A)轮廓采样点示意图，(B)形状的内距离示意图，(C)局部形状的内距离示意图；

图3是内角度示意图；

图4是带角度划分的同心圆及其在轮廓表示上的应用示意图；

图5是带角度划分的同心圆及内距离示意图；

图6是计算统计直方图示意图；

图7是轮廓采样点及其统计直方图示意图；

图8是实施本发明方法的系统流程图；

图9是在MPEG-7数据库上检索率的比较；

图10是在MPEG-7数据库上检索的结果的比较；

图11是带局部丢失的形状检索的结果比较。

具体实施方式