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基于形状特征的非规则平面碎片复原技术的研究

作　者: 赵彩虹
导　师: 卢章平
学　校: 江苏大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 形状特征 曲率 多尺度 匹配对 拼合 碎片复原
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 115次
引　用: 3次
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内容摘要


非规则碎片复原技术是模式识别与计算机视觉中的一个重要问题,具有广泛的实用价值,一直为国内外学者所关注。本文结合图像处理学、模式识别、微分几何、形状匹配等相关理论,对平面非规则碎片的复原技术展开了研究,提出了用轮廓曲线的特征描述来表示碎片的形状,从而将碎片复原问题转化为轮廓曲线匹配和拼接问题。据此本文主要开展了以下几项工作: 首先轮廓提取算法实现了碎片的轮廓形状跟踪,并用不同尺度的高斯函数对碎片的轮廓曲线进行了平滑,得到了曲线的多尺度空间描述。根据曲线基本理论和特征描述准则,选取了曲率特征来描述轮廓曲线。 其次,针对实际复原中碎片数量众多的问题,本文提出了一种多尺度碎片匹配算法来查找碎片间的匹配对关系,该算法在效率上比单尺度匹配提高了许多。在此基础上本文还提出了一种有效的基于匹配对的碎片拼合序列遍历算法,该算法通过查找当前匹配碎片和被匹配碎片的共同匹配对来确定碎片在拼合序列中的位置,为拼合过程提供了保证。按照碎片拼合序列,结合匹配对的起止点信息和点坐标转换公式,实现了碎片的虚拟演示。此外,针对不同类型的遗失碎片,分别研究了虚拟修补的实现方法。 最后,分析和设计了非规则平面碎片复原的原型系统,并结合实例,初步验证了文中复原理论和方法对平面碎片的有效性。但对三维碎片、噪音过多的碎片的效果尚不实用,有待今后进一步研究。

全文目录


第1章 绪论  9-17
  1.1 课题研究的背景及意义  9-10
  1.2 碎片复原的理论基础  10-14
    1.2.1 图像处理学基础  10-11
    1.2.2 模式识别概述  11-12
    1.2.3 图像特征分类  12-14
  1.3 国内外研究现状  14-16
  1.4 论文的内容及安排  16-17
第2章 形状特征描述  17-28
  2.1 特征描述的准则  17-19
  2.2 形状特征的表示与描述  19-22
    2.2.1 链码  19
    2.2.2 多边形逼近  19-20
    2.2.3 样条  20-21
    2.2.4 基于多尺度空间特征点提取  21
    2.2.5 傅立叶描述子  21
    2.2.6 广义Hough变换  21-22
  2.3 多尺度曲率空间的数学原理描述  22-27
    2.3.1 多尺度曲率空间  22
    2.3.2 曲率特征的数学原理  22-25
    2.3.3 尺度过滤函数—高斯函数  25-27
  2.4 本章小结  27-28
第3章 碎片复原模型及匹配准则  28-34
  3.1 碎片复原模型及相关概念  28-30
    3.1.1 理想碎片模型  28
    3.1.2 真实碎片模型  28-30
    3.1.3 特征空间下碎片形状的描述  30
  3.2 碎片匹配准则  30
  3.3 碎片复原中相关问题  30-33
    3.3.1 离散匹配  30-31
    3.3.2 碎片复原中曲线的方向性  31-32
    3.3.2 轮廓曲线上的点分类  32-33
  3.4 复原的目的  33
  3.5 本章小结  33-34
第4章 碎片复原技术  34-51
  4.1 碎片匹配算法  34-44
    4.1.1 概述  34
    4.1.2 碎片匹配算法  34-43
    4.1.3 计算复杂度  43-44
  4.2 碎片拼合算法  44-47
    4.2.1 碎片拼合算法描述  44-46
    4.2.2 碎片拼合的坐标建立  46-47
  4.3 遗失碎片的虚拟修补  47-50
  4.4 本章小结  50-51
第5章 理论验证及原型系统设计  51-61
  5.1 系统开发工具简介  51
  5.2 系统的分析与设计  51-58
    5.2.1 系统功能模块  51-54
    5.2.2 系统数据结构及流程  54-57
    5.2.3 系统菜单设计  57-58
  5.3 实例验证  58-60
  5.4 本章小结  60-61
第6章 总结与展望  61-63
  6.1 本文主要研究工作  61
  6.2 创新点  61-62
  6.3 对本课题研究的展望  62-63
参考文献  63-66
致谢  66-67
硕士期间发表的论文  67

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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