[发明专利]一种图像局部拓扑结构特征描述符的相似度计算方法

权利要求书

1.一种图像局部拓扑结构特征描述符的相似度计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将图像轮廓线表示为点集合S_P，并根据所述点集合中点p_i的邻域点得到距离该中点最近的N个点，并由所述N个点构成图像的邻域结构；

S2、获取所述邻域点和中心点两个点之间的角度值和距离值；

S3、根据所述角度值和距离值的大小，分别得到邻域点围绕中心点的距离序列以及角度序列，并由所述距离序列以及角度序列构成图像局部拓扑结构的特征描述符；

S4、对比相似度时，基于所述特征描述符，根据所述距离序列得到距离序列的初始对应关系，并根据所述角度序列得到角度序列的验证对应关系；

S5、判断所述初始对应关系与所述验证对应关系是否一致，若是，则将一致对应关系加入至最终的对应关系z中，并进入步骤S6，否则，进入步骤S7；

S6、根据所述最终的对应关系z，利用代价计算方法计算得到初始对应关系和验证对应关系一致时的匹配概率P'；

S7、利用代价计算方法计算得到初始对应关系和验证对应关系不一致时的匹配概率P”；

S8、根据所述匹配概率P'和匹配概率P”量化结构差异，完成对图像局部拓扑结构特征描述符的相似度计算。

2.根据权利要求1所述的图像局部拓扑结构特征描述符的相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S3中特征描述符的表达式如下：

且

且

其中，表示距离序列，表示以p_i为特征中心形成的距离序列集合中的一个点，p_i表示图像轮廓上的任意一个特征中心点，L(·)表示两个点之间的长度距离，表示角度序列，表示以p_i为特征中心形成的角度序列集合中的一个点，θ(·)表示两个点之间的角度距离。

3.根据权利要求1所述的图像局部拓扑结构特征描述符的相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

基于所述特征描述符，按照距离序列中邻域点的距离从小到大依次一一对应，得到距离序列的初始对应关系；以及

基于所述特征描述符，按照角度序列中邻域点的角度从小到大依次一一对应，得到角度序列的初始对应关系。

4.根据权利要求1所述的图像局部拓扑结构特征描述符的相似度计算方法，其特征在于，所述步骤S8中量化的结构差异S_mn的表达式如下：

S_mn＝P”+P'

其中，P”表示初始对应关系与验证对应关系不一致时的匹配概率，P'表示初始对应关系与验证对应关系一致时的匹配概率，z表示最终的对应关系，k表示N个邻域点中有k个点匹配上了,N表示邻域点的数量，t_i表示一个集合中的某点，d_j表示另一个集合中的某点，x表示以t_i为中心点形成邻域中的某一个点，y表示以d_j为中心点形成邻域中的某一个点，t_m表示和x形成邻域点对中的点，表示以t_m为中心点形成邻域中的点x，d_n表示和x形成邻域点对中的点，表示以t_m为中心点形成邻域中的点y，表示t_i的邻域点x，表示d_j的邻域点y，l_i表示t_i点对距离，l_j表示d_j点的对距离，l_m表示计算和邻域点x组成的所有点对的距离，l_n表示计算和邻域点y组成的所有点对的距离，θ_i表示t_i的点对角度，θ_j表示d_j点的对角度，θ_m表示计算和邻域点x组成的所有点对的角度，θ_n表示计算和邻域点y组成的所有点对的角度，和分别表示点对间最大的角度和距离值，C(·)表示两个点对之间的代价差。