基于形状特征的图像匹配与检索算法研究

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1、学校代码：10406分类号：TP391.4学号：1300812Z1001南昌航空大学硕士学位论文（学位研究生）基于形状特征的图像匹配与检索算法研究硕士研究生：王为导师：曾接贤申请学位级别：硕士学科、专业：物联网技术所在单位：软件学院答辩日期：2016.06授予学位单位：南昌航空大学ResearchonimageMatchingandRetrievalAlgorithmsbasedonshapeFeatureADissertationSubmittedfortheDegreeofMasteronNetworkin

2、gtechnologybyWangWeiUndertheSupervisionofProf.Zengjie-xianSchoolofsoftwareNanchangHangkongUniversity,Nanchang,ChinaJune,2016南昌航空大学硕士学位论文摘要摘要基金资助：本论文得到国家自然科学基金（No:61165011）的资助。形状匹配技术是计算机视觉中的热点问题，它在基于形状特征的目标识别、图形拼接、基于内容的图像检索等等方面有着广泛的应用。近年来，研究者在形状匹配技术上取得了许多显著的成

3、果，但是仍存在一些问题尚未较好的进行解决，如：形状的仿射形变，局部遮挡，形状的非刚性变换等等。对于这些问题，如何选择有效的形状描述和匹配方法是问题解决的关键。本文在深入研究传统解决这些问题的方法上，提出了一些更加有效的方法，本文主要研究内容如下：1、总结了形状匹配的一般流程，并从一般流程对形状匹配做了深入的分析与研究。首先，在预处理部分，通过滤波算法去除噪声的干扰；然后利用边缘提取算法提取目标轮廓曲线。对于形状特征的描述，将其分为基于轮廓的描述方法和基于区域的描述方法，并对它们的优缺点进行了详细的分析。2、针对

4、传统仿射形状识别算法受局部遮挡或缺损影响的问题，提出了一种基于LCS和局部不变量的仿射形状匹配算法。该算法分为粗、精匹配两个阶段，粗匹配利用LCS序列匹配算法搜索最长公共特征点序列，该特征点序列即为对应的特征点，并通过对应特征点划分目标曲线。精匹配阶段利用构造的具有仿射不变性的小波局部不变量描述目标曲线段，并通过相似度准则衡量曲线段的匹配结果，最后达到对仿射目标的识别。实验表明，该算法可以有效的识别仿射形变的目标，并且对局部遮挡有一定鲁棒性。3、针对传统基于轮廓的形状检索算法无法较好的处理非线性变换的问题，提出

5、了一种轮廓特征与词袋模型结合的形状检索算法。首先，为了准确获得描述目标局部特征的轮廓分段，采用曲率极值点划分轮廓段；同时，为了降低噪声的干扰，先利用高斯函数去噪，然后根据曲率极值点的特点剔除无意义的关键点。对于轮廓段，采用质心距离的形状上下文进行描述，并利用词袋模型构造出具有识别力的形状表示方法用于形状检索。该表示方法可以较好的把握形状间的一些非线性变换规律，对类内多变形的形状有更好的检索效果，并且对噪声也具有一定的鲁棒性，实验结果证明了该算法的有效性。关键字：形状匹配，轮廓，局部不变量，词袋模型I南昌航空大学

6、硕士学位论文AbstractAbstractShapematchingtechnologyisahottopicincomputervision,ithaveaverywiderangeofapplicationsinshape-basedobjectrecognition,graphicstitching,content-basedimageretrievalandotherareas.Inrecentyears,researchershasmademanyremarkableachievementsinth

7、eshapematchingtechnology,buttherearestillexistmanyproblemsbettertoresolved,suchasaffinetransformbetweenshapes,nonlinearvariabilityandshapeofthedeformationorocclusion.Forthesereason,howtochooseeffectiveshapedescriptionandmatchingmethodisthekeytosolvetheproble

8、m.Inthispaper,weputforwardsomenewmethodsbasedondeeplystudyingtraditionalmethodstosolvetheseproblems.ourworksareasfollows:Sumupthegeneralflowofshapematching,anddoathoroughanalysisandresearchfromt