[发明专利]一种基于局部连接特征匹配的机械图纸对比方法

说明书

本发明公开了一种基于局部连接特征匹配的机械图纸对比方法。其主要思想是先获得两幅进行对比的机械图的差异区域，找出差异区域对应两原图中的各自的连通图，再将连通图内的图形和字符分离，获得去除字符的连通图；其次将连通图像细化成单像素图像，并提取图形中的特征点；接下来检测特征点之间的连接关系；接着建立特征点描述子矩阵和特征点距离函数；然后按照连通域对特征点分类；最后利用特征点距离函数对同一类特征点进行匹配，未能匹配的特征点和对应的连线图形，即为不同版本的机械图的改动区域。本发明提出的方法针对机械图这种无明显灰度和纹理特征的图像具有较好的匹配和对比效果，具有稳定性强、准确率高的特点。

技术领域

本发明涉及机械图识别领域，特别涉及一种基于局部连接特征匹配的机械图纸对比方法。

背景技术

在机械制图过程中,设计人员在计算机上使用诸如AutoCAD、Solidworks等辅助设计软件来完成机械图的设计，并将设计的机械图交付给制造、流通、使用等环节的用户。这些用户通常不再使用纸质版图纸，而是使用电子版的机械图。通常设计人员使用的矢量格式的机械图，而发布给用户通常是如tif、pdf、png等非矢量格式的机械图。用户可以直接在计算机上对这些文件进行显示、保存和编辑修改操作。设计人员往往需要对图纸内容进行多次修改和变动，会产生多个版本的机械图。为了及时把握不同版本机械图的改动内容，机械图使用人员需要花费大量的时间去对比不同版本的图纸，工作量较大而且容易造成偏差等情况。

目前机械图对比主要是基于设计阶段的矢量图比对，如北京理正软件股份有限公司开发的图纸比较软件就是针对各类CAD设计图，分析矢量图文件编码格式和图层信息，再进行逻辑单元比较，该类软件无法直接适用于栅格图。宋晓宇等人提出的基于拓扑结构的工程图纸识别方法通过建立常见基本图元的知识库，将待比对的图纸识别基本图元的拓扑连接图，通过基本图元的连接关系进行比较。机械零件大多由自由曲面组成,机械图中各个要素是相互连接在一起的，很难分解成简单几种图元的连接图，而且与此同时机械图纸具有显著的二值特征，无明显的颜色和纹理特征，导致对机械图的特征提取、特征描述和匹配方法具有局限性。因此，现有的方法难以较好的解决机械图的快速准确对比。

发明内容

工程师和用户在对比不同版本的机械图的栅格图像时，耗时量大，容易出错等问题。本发明的目的在于克服现有技术中所存在的机械图纸对比方面存在的局限性，提出一种基于局部连接特征匹配的机械图纸对比方法，不仅能对进行过略微改动的图纸中的图形进行对比，还能对进行过移动、旋转等整体性操作的图形进行对比，能够详细到特征点匹配，找出不同版本机械图中图形的改动。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种基于局部连接特征匹配的机械图纸对比方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S100、在进行对比的机械图中，提取与差异区域的图像元素有关联的连通图；

S200、对所述连通图中的线条进行单像素化处理；

S300、在单像素化的图像中提取关键特征点；

S400、检测所述关键特征点的连接状态，得到特征点的局部连接图；

S500、根据所述特征点的局部连接图，建立特征描述子矩阵；

S600、根据所述特征描述子矩阵，建立特征点距离函数；

S700、在所述单像素化的连通图中，将同一图形的连通域内的特征点分为一类；

S800、根据所述特征点距离函数，对同一类特征点进行匹配，得到未进行特征点匹配的区域。

具体的，步骤S100所述的提取有关联的连通图的步骤：

S110、提取所述差异区域；

S120、根据所述差异区域内的图像元素，在任意两个进行对比的机械图纸中，找到与所述图像元素有关联的所述连通图；