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基于小波变换的仿射不变性目标识别

张华  
【摘要】:同一个二维景物,摄像机在不同的地点、从不同角度拍摄,得到的图像的几何形状不同。任意两幅图像间的几何变形可用射影变换来描述,当摄像机与景物之间的距离远远地大于景物的尺寸时,射影变换可用仿射变换来近似代替。于是仿射目标识别就成为计算机视觉的一个重要研究方向,在军事、自动化领域有着广泛的应用前景。 由于目标的成像过程在一定情况下可近似为仿射变换,为了正确识别目标,必须找到一种具有仿射不变性的不变量,这是本文研究的核心问题。首先,我们对目标图像进行了分割。在三种比较常用的边缘检测算子的基础上,提出了一种新的边缘检测方法,即将Robert算子和边界跟踪结合起来,得到了光滑连续的单象素的边缘曲线。随后在图像分割阶段得到链码的基础上,利用边界跟踪算法得到了边缘点的坐标。其次,利用小波变换构造了两层的、三层的和六层的仿射不变量,实验结果和分析表明文中所给的仿射不变量可以准确地识别目标物体。然后研究了仿射不变量在透视变换下的性质,更进一步,还验证了当输入信号有微小偏差时,文中定义的仿射不变量仍是稳定的。最后,为了克服了小波变换对目标曲线起始点的依赖,讨论了目标曲线识别起始点匹配的一种新算法。在算法的第二个阶段,为了降低计算复杂度,采用了多项式逼近技术,实验结果表明该算法能有效性地估计目标曲线之间起始点的偏差并加以校正和识别。


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