收藏本站
《安徽大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

形状特征描述及聚类算法研究

潘鸿飞  
【摘要】:形状识别与聚类是人工智能、数据检索、计算机视觉和模式识别等领域的基础性研究课题。该课题的研究方向主要是在无先验(已知)类别标准的条件下,以形状的有关特征作为判断依据,实现聚类。而相关特征的选取及其结构分析,一直是形状识别与聚类问题的重点和难点。近年来,通过提取形状特征,以动态规划、谱图理论、中轴变换、数据降维等为手段,研究形状的结构特征的方法,日益受到众多学者的关注,成为相关研究领域的热点。 本文在形状结构特征提取、分析以及形状的识别和聚类方面做了较为系统的研究,主要研究内容和创新之处有以下四个方面: 1、提出一种基于编辑距离与动态规划的形状识别与检索算法。首先,利用中轴变换提取形状的骨架特征;然后,将该骨架特征点以字符串的形式表示,利用编辑距离算法,比较字符串间的距离;最后,运用动态规划实现形状的识别与检索。该算法利用骨架特征,较好地处理了形状的非刚体形变的问题。而从空间特征到字符串特征的转换,则为解决特征比较问题提供了新的思路,同时也有利于增强算法的鲁棒性。比较实验说明该算法对非刚体形变有较好的识别效果。 2、提出了一种基于谱图理论的形状描述、识别与聚类算法。该算法主要研究两个方面的问题:(1)通过提取形状的骨架特征点和图谱分析,以特征值描述形状的结构特征;(2)运用主成分分析,将上述特征值投影到低维空间中,利用该方法实现了形状的聚类。算法以特征点间的空间关系和角度关系为基础,综合应用各种结构信息,增强了算法的鲁棒性。针对公共数据集的仿真实验说明了该聚类算法对具有较大形变的形状仍有较好的聚类效果。 3、提出了一种利用Laplace谱特征与多维尺度法相结合的形状识别与聚类算法。首先,提取形状的轮廓点作为特征点,并构造Laplace矩阵;然后,以Laplace矩阵的特征值来刻画图的结构信息;最后,利用多维尺度法,将由各类形状的轮廓点构成的序列图投影至低维空间,在该空间内分析形状的分布情况,实现聚类。在上述算法中,形状的特征由一组向量表示,向量的维数越大,越能充分地反映其结构的特征,但却不利于聚类结果的比较。为了解决该问题,引入了数据降维的方法,实现了三维空间中形状聚类结果的可视化。对比实验的结果说明了该算法有较好的聚类效果。 4、提出一种将Laplace矩阵的谱与随机游走模型相结合,用以表示图结构特征的形状聚类算法。针对形状的不同空间结构特征,通过对轮廓点所构完全图的Laplace矩阵的特征值以及图的随机游走模型概率性质的分析,建立了描述轮廓点空间结构特征的数学模型。以此模型为基础,定义状态向量,实现了形状的识别与聚类。随机游走模型可从概率统计的角度分析图的结构特征,增强了数据分析的稳定性。对比实验说明了提出的数学模型能较好地反映形状的空间结构,而在此基础上定义的状态向量则为形状聚类提供了稳定而有效的判断依据。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 陈韬;基于支持向量机和计算机视觉的焊环筛选方法研究[D];兰州大学;2012年
2 段新美;基于图像处理的电梯轿厢内人员计数研究[D];山东建筑大学;2013年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 金泰松;魏本杰;李翠华;刘明业;;一种基于贝叶斯理论的目标验证方法[J];北京理工大学学报;2006年11期
2 任海涛;李业丽;陆利坤;;傅里叶描述子在商标图像分类中的应用[J];北京印刷学院学报;2010年06期
3 陈万军;陈亚军;何怡;;基于兴趣点特征匹配的印刷图像缺陷检测[J];包装工程;2007年03期
4 王梅;吕英丽;万庆英;纪延瑶;;基于最大方差比的测井曲线图像分割[J];长春理工大学学报(自然科学版);2007年01期
5 艾廷华;帅赟;李精忠;;基于形状相似性识别的空间查询[J];测绘学报;2009年04期
6 尚福华;纪延瑶;栾泊;;最大方差比图像分割算法的一种改进——以前磁曲线图像为例[J];长江大学学报(自科版)理工卷;2006年03期
7 汪亚明;基于动态图像序列的自动扶梯客流量的测量[J];测试技术学报;2002年01期
8 杨阳;郭银景;;基于小波多尺度图像配准的水印算法研究[J];弹箭与制导学报;2006年S6期
9 徐胜;彭启琮;管庆;赵明渊;;一种基于支持向量机的三维物体识别方法[J];电子测量与仪器学报;2009年04期
10 汤进;陈展展;罗斌;孙登第;;基于复杂网络和最优子序列双射的形状描述与匹配[J];电子学报;2011年08期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 林精敦;王涌天;陈靖;刘越;郭俊伟;刘伟;薛康;;基于区域分割随机树的特征识别匹配算法[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
2 吕玉增;彭启民;黎湘;;基于Radon变换的不变性形状识别[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
3 俞鸿波;赵荣椿;;三维空间目标识别概述[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
4 吴凡;钟宝江;;基于CSS图拱拟合描述算法的形状检索技术[A];第十五届全国图象图形学学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张维泽;基于简单局部特征学习的物体检测方法[D];浙江大学;2010年
2 王文龙;重大公路灾害遥感监测与评估技术研究[D];武汉大学;2010年
3 张淑平;基于视觉的并联机器人位姿检测方法研究[D];东华大学;2010年
4 梁鹏;基于内容的目标分类识别关键技术研究[D];华南理工大学;2011年
5 庄德文;高维仿生信息几何理论与应用研究[D];浙江工业大学;2010年
6 刘建军;基于图像局部不变特征的类属超图构建与目标识别技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
7 刘向阳;多流形数据建模及其应用[D];上海交通大学;2011年
8 雷艳敏;多机器人系统的动态路径规划方法研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
9 徐迟;增强现实中的三维物体注册方法及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
10 顾弘;基于半监督聚类分析及广义距离函数学习的图像识别技术研究[D];浙江大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
2 桑文平;曲面网格骨架图的编辑与分割[D];大连理工大学;2010年
3 毋小省;基于纹理谱特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 赵师聪;基于对象和动作联合建模的图像标注技术研究[D];浙江大学;2010年
5 任海涛;基于支持向量机的商标图像分类研究[D];北京印刷学院;2011年
6 胡洁;主动轮廓模型分析及其在图像分割中的应用[D];西安电子科技大学;2011年
7 谷正玲;基于内容的医学图像检索研究与实现[D];西安电子科技大学;2010年
8 赵慧;基于版面分析的文档图像检索算法研究[D];山东师范大学;2011年
9 刘琼;智能优化算法及其应用研究[D];江南大学;2011年
10 陈丽伟;多摄像机环境下视频对象的跟踪[D];吉林大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李娜;方卫宁;;基于视频流的地铁人群目标识别[J];北京交通大学学报;2006年01期
2 汪亚明;基于动态图像序列的自动扶梯客流量的测量[J];测试技术学报;2002年01期
3 许新征;丁世飞;史忠植;贾伟宽;;图像分割的新理论和新方法[J];电子学报;2010年S1期
4 徐贵力,毛罕平;利用傅里叶变换提取图像纹理特征新方法[J];光电工程;2004年11期
5 林洪文,姚作樑,涂丹,李国辉;基于减背景技术的运动目标检测方法研究[J];国防科技大学学报;2003年03期
6 高成英,刘宁,罗笑南;基于序列图像的实时人流检测与识别算法研究[J];计算机研究与发展;2005年03期
7 李和恒,张星明;基于小波神经网络的头部检测技术[J];计算机工程与应用;2003年04期
8 黄宝贵;马春梅;赵景秀;;基于轮廓结构元素形态学的多尺度边缘检测[J];计算机工程与应用;2011年01期
9 卢惠民,郑志强;一种新的用于检测直线的快速Hough变换[J];计算机应用;2005年10期
10 杨举;卢选民;周亚建;;基于多谱与支持向量机的通信辐射源个体识别[J];计算机仿真;2010年11期
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 唐发明;基于统计学习理论的支持向量机算法研究[D];华中科技大学;2005年
3 于海滨;基于头部特征提取的人体检测与跟踪及其应用[D];浙江大学;2007年
4 温智婕;图像纹理特征表示方法研究与应用[D];大连理工大学;2008年
5 张秀芝;基于计算机视觉的机械零件几何量精密测量技术研究[D];吉林大学;2009年
6 李珊珊;计算机视觉中特征与相似性度量研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 王欣;基于支持向量机的回转干燥窑生产过程建模与能耗优化研究[D];中南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李菲;智能监控系统中行人流量统计功能的研究与实现[D];西安电子科技大学;2010年
2 张琳;基于多智能Agent的建筑能源管理与优化[D];山东建筑大学;2011年
3 袁孙正;基于机器视觉的人数统计设计[D];北京邮电大学;2011年
4 李梅;基于Otsu算法的图像分割研究[D];合肥工业大学;2011年
5 陈伟;基于支持向量机的保险业务数据挖掘系统的设计与实现[D];电子科技大学;2011年
6 赵丽英;基于数字图像处理的室内人数统计[D];北京化工大学;2011年
7 顾炯;基于头肩轮廓特征的人头检测系统的研究[D];东华大学;2012年
8 潘红艳;彩色图像检索方法及其在图像数据库中应用[D];上海交通大学;2007年
9 马丽娟;长途客车客流统计系统设计[D];西北工业大学;2007年
10 单海涛;复杂环境下运动人体分割算法的研究[D];大连海事大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘伯强;一种复杂图形的处理和扫描技术[J];微细加工技术;2000年02期
2 王纪川;刘宇;齐勇;侯迪;;一种摄像机采集图像的二值化算法[J];计算机工程与应用;2007年30期
3 练在中;三维隐藏线消除法综述[J];计算机研究与发展;1987年10期
4 刘伯强,曹景森,胡咏梅;浓碱液测量过程中算法的探讨[J];基础自动化;1995年04期
5 杨正瓴;排序问题串行算法复杂性下界关系讨论[J];天津大学学报;1993年06期
6 刘伯强,刘忠国;张力同步系统微机控制算法的实现[J];机械与电子;2000年04期
7 孙杨模;;操作系统常见的几种算法举例分析[J];湖北三峡职业技术学院学报;2010年02期
8 杨锦宣;;重复数据统计算法及在商务网站中的应用[J];科技信息;2011年20期
9 刘伯强;曹景森;;单片机控制系统中算法的处理和应用[J];电气自动化;1995年02期
10 杜玉兰;赵磊;;基于C#的HASH算法探析[J];计算机安全;2007年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢丽聪;;SVB查询改写算法的改进[A];第二十一届中国数据库学术会议论文集(研究报告篇)[C];2004年
2 黄友锐;赵娜娜;;一种基于小波分析的焊缝识别算法[A];煤矿自动化与信息化——第20届全国煤矿自动化与信息化学术会议暨第2届中国煤矿信息化与自动化高层论坛论文集[C];2010年
3 李易;管庆;;基于DM642的智能视频监控系统[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
4 侯艳芳;冯红梅;;基于神经网络的调制识别算法的研究[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
5 张明慧;;基于模糊蒙片算法的CR图像边缘增强[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
6 程勇新;朱清新;;一种基于边折叠LOD技术的蒙皮动画算法[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
7 宁佐贵;;模糊控制算法的等价关系[A];中国工程物理研究院科技年报(1999)[C];1999年
8 孙岚;刘雁春;陆秀平;欧阳永忠;李明叁;许家琨;;利用CUBE算法处理多波束测深数据研究[A];中国测绘学会第九次全国会员代表大会暨学会成立50周年纪念大会论文集[C];2009年
9 孙岚;刘雁春;陆秀平;欧阳永忠;李明叁;许家琨;;利用CUBE算法处理多波束测深数据研究[A];第二十一届海洋测绘综合性学术研讨会论文集[C];2009年
10 张越;张爱敏;高小珣;马秀兰;赵科佳;;基于SR620实现的多路比相测量系统[A];2009全国时间频率学术会议论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张韵萍苏小兰 李宾;对抗“震魔”的科技武器[N];中国经营报;2008年
2 赵艳秋李映;DSP核供应商灵活应对潜力应用[N];中国电子报;2007年
3 韩霁;高新技术在抗震救灾中得到应用[N];经济日报;2008年
4 ;系统加密防破解[N];中国计算机报;2008年
5 李晓萍;探测生命的“四种武器”[N];人民公安报;2008年
6 张显峰;机载干涉SAR系统掀起测绘革命[N];中国矿业报;2004年
7 ;22寸宽屏典范[N];电子资讯时报;2007年
8 苗得雨;挺进图像搜索时代[N];电脑报;2008年
9 本报记者 王繁泓;定华:破解储罐液位测量难题[N];中国化工报;2006年
10 记者 董映璧;人类活动影响全球气温[N];科技日报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张冬丽;人工蜂群算法的改进及相关应用研究[D];燕山大学;2014年
2 杨矫云;大规模生物序列分析的高性能算法和模型[D];中国科学技术大学;2014年
3 徐悦竹;机会发现算法及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 黄亮;社会网络中的社区发现与链接预测算法研究[D];华中科技大学;2012年
5 石斌斌;高自由度GNSS抗干扰技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 李一明;基于传导闭包图结构的布图算法研究[D];电子科技大学;2011年
7 樊玲;微弱目标检测前跟踪算法研究[D];电子科技大学;2013年
8 郭玉坤;某些正反散射问题的快速算法研究[D];吉林大学;2010年
9 兰远东;基于图的半监督学习理论、算法及应用研究[D];华南理工大学;2012年
10 周玉宇;基于Memetic算法的套料与切割优化方法研究[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈志强;基于经验模态分解算法的列车超偏载检测[D];中南大学;2010年
2 戴金;改进K-MEANS算法及在Ⅰ型糖尿病血糖值的聚类应用[D];北京交通大学;2011年
3 余港;改进PSO算法及其应用[D];成都理工大学;2010年
4 余兵;基于枝条相关性的人工植物算法[D];太原科技大学;2013年
5 李亚龙;改进量子蚁群算法的研究及应用[D];安徽大学;2014年
6 汪洋;复杂网络的社团发现算法研究[D];安徽大学;2014年
7 段奇志;元器件光学检测系统的算法研究与实现[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 庞秀立;基于色散算法的超宽带微波肿瘤检测技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
9 史世泽;局部敏感哈希算法的研究[D];西安电子科技大学;2013年
10 石丽红;基于SOM算法的高维数据可视化[D];燕山大学;2013年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026