一種基于ufir矩不變量的模式識(shí)別方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于UFIR矩不變量的模式識(shí)別方法。本發(fā)明包括：對(duì)原圖像進(jìn)行變換，每一個(gè)像素點(diǎn)分別乘以變換因子；計(jì)算變換后圖像的UFIR矩函數(shù)；將計(jì)算后的UFIR矩函數(shù)表示為幾何矩的線性和的形式；將表達(dá)式中的幾何矩替換為幾何矩不變量，得到原圖像的UFIR矩不變量；選取5幅形狀相同的物體作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)圖像的UFIR矩不變量；對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，計(jì)算絕對(duì)均值以及單次測量值減去均值后的絕對(duì)值的和；選取一幅圖像作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，分別進(jìn)行平移、縮放和旋轉(zhuǎn)變換，計(jì)算變換后圖像的UFIR矩不變量。本發(fā)明的UFIR矩不變量對(duì)于圖像變換具有更好的不變性。
【專利說明】一種基于UFIR矩不變量的模式識(shí)別方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字圖像處理領(lǐng)域，具體涉及一種基于UFIR矩不變量的模 式識(shí)別方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 自從Hu氏矩及其不變量被發(fā)現(xiàn)以來，矩特征一直是在模式識(shí)別、圖像分析、邊緣 檢測和紋理分析等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。相比于其他特征，矩特征具有如下優(yōu)點(diǎn)：（1)矩特征能 反映整個(gè)圖像區(qū)域的灰度分布特征，能反映目標(biāo)信息本源特征；（2)與目標(biāo)位置，擺放方向 無關(guān)，不受目標(biāo)圖像獲取條件和環(huán)境的影響；（3)容易構(gòu)造兼有多種不變特性的不變量特 征。
[0003] 正交矩的基底為一系列相互正交的多項(xiàng)式，所以應(yīng)用正交矩表達(dá)圖像會(huì)產(chǎn)生最小 的信息冗余。Teague發(fā)現(xiàn)圖像可以被一系列正交矩重構(gòu)，并且使用相應(yīng)的多項(xiàng)式構(gòu)造了矩 函數(shù)，例如Legendre矩和Zernike矩。正交矩與幾何矩相比較，除了具有較小的信息冗余， 還對(duì)噪聲具有一定的魯棒性。然而，由于這兩種正交矩在定義域上是連續(xù)的，導(dǎo)致其在實(shí)際 應(yīng)用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)一些明顯的問題。首先由于定義域上的連續(xù)性，在應(yīng)用之前需要將圖像 與多項(xiàng)式建立坐標(biāo)映射關(guān)系，在坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)會(huì)出現(xiàn)誤差。其次是需要對(duì)連續(xù)正交矩進(jìn)行積 分運(yùn)算，這也會(huì)造成計(jì)算誤差。
[0004] 近年來，一系列離散正交矩，例如，Tchebichef矩、Krawtchouk矩、Hahn矩和dual Hahn矩，被應(yīng)用于圖像分析中。離散正交矩采用一系列離散正交多項(xiàng)式作為基底，使得它們 可以完全避免建立坐標(biāo)映射關(guān)系，同時(shí)也不需要積分運(yùn)算，從而消除了連續(xù)正交矩在圖像 分析所造成的誤差。這使得正交離散多項(xiàng)式在圖像分析方面優(yōu)于連續(xù)正交矩。
[0005] 此外，矩不變量也是模式識(shí)別領(lǐng)域的熱點(diǎn)話題。研究者通過圖像正規(guī)化的方法，獲 得了 Zernike和Legendre矩的平移和旋轉(zhuǎn)不變量。在文獻(xiàn)[1]中，作者將Krawtchouk矩 不變量轉(zhuǎn)換為幾何不變矩的線性和的形式，以非正交不變矩構(gòu)造了正交不變矩。而后，同樣 的方法也被應(yīng)用于一些文獻(xiàn)中。
[0006] 構(gòu)造 UFIR矩不變量，并將其進(jìn)行了模式識(shí)別的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明UFIR矩不變 量具有良好的不變性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于UFIR矩不變量的模式識(shí)別方法。
[0008] 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0009] (1)對(duì)原圖像進(jìn)行變換，每一個(gè)像素點(diǎn)分別乘以變換因子；
[0010] ⑵計(jì)算變換后圖像的UFIR矩函數(shù)；
[0011] (3)將計(jì)算后的UFIR矩函數(shù)表示為幾何矩的線性和的形式；
[0012] (4)將表達(dá)式中的幾何矩替換為幾何矩不變量，得到原圖像的UFIR矩不變量；
[0013] (5)選取5幅形狀相同的物體作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)圖像的UFIR矩不變 量；
[0014] (6)對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，計(jì)算絕對(duì)均值I μ I以及單次測量值減去均值后的絕對(duì)值的 和δ，以δ與| μ |的比值作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，其中

【權(quán)利要求】
1. 一種基于UFIR矩不變量的模式識(shí)別方法，其特征在于： (1) 對(duì)原圖像進(jìn)行變換，每一個(gè)像素點(diǎn)分別乘以變換因子； (2) 計(jì)算變換后圖像的UFIR矩函數(shù)； (3) 將計(jì)算后的UFIR矩函數(shù)表示為幾何矩的線性和的形式； (4) 將表達(dá)式中的幾何矩替換為幾何矩不變量，得到原圖像的UFIR矩不變量； (5) 選取5幅形狀相同的物體作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)圖像的UFIR矩不變量； (6) 對(duì)結(jié)果進(jìn)行處理，計(jì)算絕對(duì)均值| μ |以及單次測量值減去均值后的絕對(duì)值的和 S，以δ與| μ |的比值作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，其中
⑵選取一幅圖像作為標(biāo)準(zhǔn)圖像，分別進(jìn)行平移、縮放和旋轉(zhuǎn)變換，計(jì)算變換后圖像的 UFIR矩不變量以及δ/| μ |的值。
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK104156522SQ201410374468
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月1日
【發(fā)明者】卞紅雨, 張志剛, 張健, 宋子奇, 劉琨 申請人:哈爾濱工程大學(xué)