基于轮廓特征的目标匹配算法研究

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1、分类号TP29密级公开UDC621学校代码10500硕士学位论文（全日制学术学位）题目：基于轮廓特征的目标匹配算法研究英文题目：Researchonobjectmatchingalgorithmbasedoncontourfeature学位申请人姓名：杨林杰申请学位学科专业：机械电子工程指导教师姓名：孙国栋二○一六年六月分类号TP29密级公开UDC621学校代码10500硕士学位论文题目基于轮廓特征的目标匹配算法研究英文题目Researchonobjectmatchingalgorithmbasedoncontourfeature研究生姓名（签名）指导教师姓名（签名）职称副教授申请学位学科

2、名称机械电子工程学科代码080202论文答辩日期学位授予日期学院负责人（签名）评阅人姓名石端伟评阅人姓名李刚炎年月日学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论

3、文被查阅和借阅。本人授权湖北工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要轮廓作为一种高级别的视觉特征，对目标具有稳定的描述特性，其广泛应用于人工智能、高端装备、卫星遥感、医学影像等领域，一直是模式识别的热点课题。本文围绕轮廓特征的提取、特征描述子的生成、相似度度量3个方面对其进行了研究，成功解决了TFDS列车把手检测、集尘器定位、FPC补强片定位等工程问题。本文的主要工作具体如下：对图像的预处理与轮廓提取算法进行了分析，结合特定匹配对象（塞门把手、FPC补

4、强片与集尘器）进行了大量对比实验。最终确立了每个匹配对象的最佳预处理方案。对轮廓匹配算法的特征定义、相似性度量、匹配策略进行了深入研究，讨论了多种度量距离的适应性分析。并分析了轮廓几何基元描述子的构造，分别论述了轮廓外接矩形、外接圆、凸包、多边形等构造原理。结合几何基元的相关技术，成功解决了FPC补强片的定位问题。提出了一种基于Hu轮廓不变矩与高斯金字塔模型的变步长匹配方法。该方法通过高斯金字塔模型匹配位置层映射来定位原始图像的最佳匹配位置，同时采用终止阈值抑制，提前结束相似度较远的匹配，并制定了基于权重的横向匹配的变步长匹配搜寻路径，最终锁定把手所在区域，匹配速度大大提高，取得了良好的匹

5、配效果。提出了一种基于几何特征的形状匹配算法，解决了列车集尘器定位不准确的问题。该算法首先对轮廓点进行采样，基于极半径、局部曲率刚性算法确定关键点的初始位置及点集的映射关系，然后以形心为基准，生成以角度和尺度为几何特征的双重描述子，并对其作标准量化处理，最后使用改进的曼哈顿距离计算描述子的相似性。实验结果表明：该形状匹配算法几乎不受伸缩、旋转、平移等几何变换的影响，具有一定的适应性和鲁棒性。对Hu轮廓不变矩与几何双重描述子的匹配算法进行了分析与对比，归纳出了其在匹配效果和时间复杂度方面的一般性结论。实验表明：相对其他常见的匹配算法其具有显著的优势，为轮廓匹配算法提供了一种全新的思路。关键词

6、：轮廓匹配，几何基元，轮廓不变矩，高斯金字塔，形状描述子IAbstractContourasahighlevelvisualfeatures,whichhasastabledescriptionofcharacteristicsofthetarget.Itiswidelyusedinartificialintelligence,high-endequipment,satelliteremotesensing,medicalimagingandotherfields,ithasbeenbecomingthehottopicinthefieldofpatternrecognition.Thre

7、easpectsofbasedonextractingcontourfeature,generatingfeaturedescriptorsandmeasuringsimilaritymeasurearestudiedinthispaper,theproblemsofdetectingtheTFDStrainhandleandpositioningthedustcleanerandFPCfillstrongpiecesw