[发明专利]一种基于变形匹配能量函数的目标配准识别方法

权利要求书

1.一种基于变形匹配能量函数的目标配准识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建新的变形分解模型来分别描述物体的轴向变形和弯曲变形；

S2：进行变形匹配分析，找到从参考图像T_r到目标图像T_t的映射M:T_r→T_t；

S2.1：将变形匹配问题转化为二维标号的马尔可夫随机场模型的标号推理问题；

S2.2：通过最小化能量函数E(f)求得马尔可夫随机场模型的最好标号集，即变形物体在内外力共同作用下达到的平衡状态；

S3：根据模板图像中的已知目标位置，提取目标的信息，完成识别任务。

2.根据权利要求1所述的目标配准识别方法，其特征在于，所述变形分解模型由网格模型(Z^M×N,S_tc,S_b)表示，由拉压弹簧网格模型和弯曲弹簧网格模型组成，其中，Z代表非负整数的集合，Z^M×N＝[1,M]×[1,N]是一个二维整数的集合，Z^M×N中的点代表网格模型的节点，S_tc代表拉压弹簧的集合，拉压弹簧连接Z^M×N中两个相邻的节点，S_b代表弯曲弹簧集合。

3.根据权利要求2所述的目标配准识别方法，其特征在于，所述拉压弹簧网格模型定义为(Z^M×N,S_tc)，用于描述物体的轴向变形，其拉压弹簧所受应力根据胡克定律求得，整个网格模型中的拉压势能为其中，(u,v)表示连接节点u和v的弹簧，T_uv是弹簧(u,v)中的拉压变形势能。

4.根据权利要求2所述的目标配准识别方法，其特征在于，所述弯曲弹簧网格模型定义为(Z^M×N,S_b)，用于描述物体的弯曲变形，整个弯曲网格模型中的弯曲势能为其中，Z^M×N代表与拉压网格模型中相同的节点，B_uvw表示弹簧(u,v,w)中的弯曲势能，(u,v)表示连接节点u和v的弹簧，(v,w)表示连接节点v和w的弹簧，θ_uvw表示网格模型中相邻两边(u,v)和(v,w)之间的夹角，θ_b表示网格模型中相邻两边(u,v)和(v,w)之间的夹角的集合。

5.根据权利要求1所述的目标配准识别方法，其特征在于，S2中所述从参考图像T_r到目标图像T_t的映射M:T_r→T_t通过求解变形过程中每个质点的位移得到：

(x_t,y_t)＝(x_r,y_r)+(Δx,Δy)

其中，(x_r,y_r)代表参考图像T_r中质点的位置，(x_t,y_t)代表质点(x_r,y_r)在T_t中相匹配的位置点，(Δx,Δy)代表(x_r,y_r)的位移大小。

6.根据权利要求5所述的目标配准识别方法，其特征在于，所述参考图像T_r中的一个像素或图像区域对应于一个节点v，每个节点v由一个二维的坐标位置(x_v,y_v)表示，该坐标位置与变形分解模型的节点也一一对应。

7.根据权利要求6所述的目标配准识别方法，其特征在于，所述每个节点v均分配对应的标号，代表该节点的变形位移量(Δx_v,Δy_v)，每个标号移动到局部能量最小值时为其最好标号，所有最好标号组成最好标号集f＝{f_v}。