1.一种图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,包括步骤:
S1,提取输入图像色块连通域的轮廓线及轮廓线上像素点的位置数据,对色块连通域进行获取线向区间边界心轮线及相关数据的处理;包括:S101,计算输入图像色块连通域轮廓线上像素点的心轮线的线长;S102,计算色块连通域心轮线的线长的平均值和相邻心轮线之间的线长差及递减或递增方向;S103,划分初步线向区间,并对初步线向区间中的非稳定区间进行吸收合并处理和过大的初步线向区间再分割处理,获取线向区间;S104,获取各线向区间边界心轮线的起点、终点坐标,图像重心点坐标,图像有效区域;
S2,将线向区间的边界心轮线的起点、终点和图像重心点坐标按照预设标准像素尺寸进行坐标转换;
S3,获取转换后线向区间边界心轮线的线长比例数和线向区间角度数比例数,获取转换后心心线线长比例数和心心线角度数比例数;
S4,对边界心轮线线长的比例数、线向区间角度数的比例数、心心线线长的比例数、心心线线角的比例数进行数值区间分类,生成图像形状特征描述符;
步骤S1中,S101,计算输入图像色块连通域轮廓线上像素点的心轮线的线长的步骤包括:提取输入图像的各色块连通域的轮廓线及轮廓线上像素点的位置数据并获取色块连通域的重心点后,计算每一个色块连通域轮廓线上所有像素点的心轮线线长,并计算出该色块连通域轮廓线上的心轮线线长平均值,并自线长最大值的心轮线为起点,按原轮廓线沿顺时针方向重新编心轮线序号;其中,心轮线是指色块连通域的轮廓线上的像素点与该色块连通域的重心点的连线;S103,划分初步线向区间,并对初步线向区间中的非稳定区间进行吸收合并处理和过大的初步线向区间再分割处理,获取线向区间的方法包括:S1031、初步线向区间的划分;S1032、对非稳定区间进行吸收合并处理;S1033、对过大的稳定区间的再分割;
S1032、对非稳定区间进行吸收合并处理的具体方法包括:
1)当一个非稳定区间的相邻两区间均是稳定区间且又是同向区间时,则将该非稳定区间由任一相邻稳定区间吸收合并;当多个非稳定区间但区间的心轮线条数小于等于该连通域心轮线条数的预设值时且相邻两区间均是稳定区间且又是同向区间时,则将该多个非稳定区间由任一相邻稳定区间吸收合并;其中,连通域心轮线条数的预设值在大于该连通域心轮线总条数2%内取值;
2)当一个非稳定区间的相邻两区间均是稳定区间且又是反向区间时,则计算该两个相邻稳定区间的相邻端点的心轮线的线长差,按该线长差的正负值来确认该非稳定区间的递增或递减方向,如果是正数,确认为递增方向;如果是负数,确认为递减方向;将该非稳定区间由递增或递减方向相同的相邻稳定区间吸收合并;当多个非稳定区间但区间的心轮线条数小于等于该连通域心轮线条数的预设值时且相邻两区间均是稳定区间且又是反向区间时,则计算该两个相邻稳定区间的相邻端点的心轮线的线长差,按该线长差的正负值来确认该多个非稳定区间的递增或递减方向,如果是正数,确认为递增方向;如果是负数,确认为递减方向;将该多个非稳定区间由递增或递减方向相同的相邻稳定区间吸收合并;
3)当一个非稳定区间的相邻两区间均是非稳定区间时,不做区间合并;
4)当多个非稳定区间的心轮线条数大于该连通域心轮线条数的预设值时,不做区间合并;
其中,初步线向区间按相邻心轮线线长的递增或递减方向是否一致,将初步线向区间划分为同向区间、反向区间及零向区间;同向区间是指相邻或相近的两个区间内的相邻心轮线线长的递增或递减方向是一致的,则将该两个区间称为同向区间;反向区间是指相邻或相近的两个区间内的相邻心轮线线长的递增或递减方向是不一致的,则将该两个区间称为反向区间;零向区间是指相邻或相近的两个区间内的相邻心轮线线长值相等的,则将该两个区间称为零向区间。
2.根据权利要求1所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S1中,S102中,计算相邻心轮线之间的线长差及递减或递增方向的方法包括:按照心轮线序号,逐条计算相邻心轮线之间的线长差;相邻心轮线的线长差按下式计算获取:S=an+1‑an
其中,S表示相邻心轮线的线长差,an表示新编的心轮线序号为第n号的心轮线的线长值,an+1表示新编的心轮线序号为第n+1号的心轮线的线长值;
S104,获取各线向区间边界心轮线的起点、终点坐标,图像重心点坐标,图像有效区域,包括:根据得到的线向区间和标记的各区间的边界心轮线,获取边界心轮线终点、边界心轮线起点的坐标数据,同时获取图像重心点坐标,图像有效区域数据。
3.根据权利要求2所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S1031、初步线向区间的划分的具体方法包括:以心轮线线长最大值所在区间作为首个初步线向区间,初步线向区间号可标记为1,沿着轮廓线的顺时针方向检查相邻的心轮线之间的线长差方向,若线长差方向均为同向的,将该线长差方向相同的一组心轮线标记为首个初步线向区间;若当前心轮线与上一相邻心轮线之间的线长差方向不为同向时,则标记当前心轮线为另一个初步线向区间,该初步线向区间号可标记为“上一初步线向区间号+1”;继续沿着轮廓线的顺时针方向检查相邻的心轮线之间的线长差方向,直至所有心轮线检查完毕,若线长差方向均为同向的,将该线长差方向相同的一组心轮线标记为上条心轮线所在的初步线向区间;若当前心轮线与上一相邻心轮线之间的线长差方向不为同向时,则标记当前心轮线为另一个初步线向区间,该初步线向区间号可标记为“上一初步线向区间号+1”;
其中,初步线向区间是指针对相邻心轮线线长关系曲线所分割出的若干线段范围,初步线向区间具体划分规则是将相邻心轮线线长的递增或递减方向相一致的连续线段作为一个初步线向区间;初步线向区间划分为稳定区间和非稳定区间,稳定区间:如果组成线向区间的相邻的心轮线条数或区间内轮廓线像素点数达到或超过区间预设值,该线向区间为稳定区间;非稳定区间:如果组成线向区间的相邻的心轮线条数或区间内轮廓线像素点数小于区间预设值,该线向区间为非稳定区间;所述区间预设值在大于1个像素点范围内取值;
S1033、对过大的稳定区间的再分割的具体方法包括:当过大的稳定区间的区间角度数大于预设的区间角度数且小于其2倍时,将该过大的稳定区间平分为2个稳定区间;当过大的稳定区间的区间角度数大于预设的区间角度数的2倍且小于其3倍时,将该过大的稳定区间平分为3个稳定区间;当过大的稳定区间的区间角度数大于预设的区间角度数n倍且小于n+1倍时,将该过大的稳定区间平分为n个稳定区间。
4.根据权利要求1所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S2中,将线向区间的边界心轮线的起点、终点和图像色块连通域重心点坐标按照预设标准像素尺寸进行坐标转换的具体方法包括:S201,计算转换前各线向区间的边界心轮线的起点、终点和图像重心点的相对坐标;
S202,计算转换后各线向区间的边界心轮线的起点、终点和图像重心点在图像有效区域为图像标准像素尺寸中的坐标值;
其中,线向区间的边界心轮线起点是指该区间所在色块连通域的重心点;线向区间的边界心轮线终点是指该区间所在色块连通域的轮廓线上对应的像素点;预设标准像素尺是指根据应用需求而设定的图像有效区域的水平像素和垂直像素的像素长度。
5.根据权利要求1所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S3中,获取转换后线向区间边界心轮线的线长比例数和线向区间角度数比例数的具体方法包括:S301,计算转换后线向区间的边界心轮线线长;
S302,计算转换后线向区间的区间角;
S303,计算转换后线向区间边界心轮线的线长比例数和线向区间角度数比例数;其中,边界心轮线的线长比例数是指图像标准像素尺寸下该边界心轮线线长占基准边界心轮线线长的比例数;区间角度数比例数是指图像标准像素尺寸下该转换后线向区间的区间角度数占基准区间角度数的比例数。
6.根据权利要求1所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S3中,获取转换后心心线线长比例数和心心线角度数比例数的具体方法包括:S304,计算转换后各色块连通域的心心线线长;
S305,计算转换后心心线角度数;
S306,心心区间划分;
S307,计算转换后心心线线长比例数和心心线角度数比例数。
7.根据权利要求1所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S4中,所述数值区间分类包括:等份区间分类和交替区间分类。
8.根据权利要求7所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,步骤S4中,生成图像形状特征描述符具体包括:S401,生成色块连通域的图像形状特征描述符;
S402,生成色块连通域之间关系的图像形状特征描述符。
9.根据权利要求8所述的图像形状特征描述符的获取方法,其特征在于,生成色块连通域的图像形状特征描述符包括生成边界心轮线线长的比例数的集合和线向区间角度数的比例数的集合;
生成色块连通域之间关系的图像形状特征描述符包括生成心心线线长的比例数的集合和心心线夹角的比例数的集合。
10.一种图像形状特征描述符的获取装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于提取输入图像色块连通域的轮廓线及轮廓线上像素点的位置数据,对色块连通域进行获取线向区间边界心轮线及相关数据的处理;
转换模块,用于将线向区间的边界心轮线的起点、终点和图像重心点坐标按照预设标准像素尺寸进行坐标转换;
第二获取模块,用于获取转换后线向区间边界心轮线的线长比例数和线向区间角度数比例数,获取转换后心心线线长比例数和心心线角度数比例数;
生成模块,用于对边界心轮线线长的比例数、线向区间角度数的比例数、心心线线长的比例数、心心线线角的比例数进行数值区间分类,生成图像形状特征描述符;
所述第一获取模块包括:
第一计算单元,用于计算输入图像色块连通域轮廓线上像素点的心轮线的线长;
第二计算单元,用于计算色块连通域心轮线的线长的平均值和相邻心轮线之间的线长差及递减或递增方向;
第一获取单元,用于划分初步线向区间,并对初步线向区间中的非稳定区间进行吸收合并处理和过大的初步线向区间再分割处理,获取线向区间;
第二获取单元,用于获取各线向区间边界心轮线的起点、终点坐标,图像重心点坐标,图像有效区域;
计算输入图像色块连通域轮廓线上像素点的心轮线的线长的步骤包括:提取输入图像的各色块连通域的轮廓线及轮廓线上像素点的位置数据并获取色块连通域的重心点后,计算每一个色块连通域轮廓线上所有像素点的心轮线线长,并计算出该色块连通域轮廓线上的心轮线线长平均值,并自线长最大值的心轮线为起点,按原轮廓线沿顺时针方向重新编心轮线序号;其中,心轮线是指色块连通域的轮廓线上的像素点与该色块连通域的重心点的连线;
划分初步线向区间,并对初步线向区间中的非稳定区间进行吸收合并处理和过大的初步线向区间再分割处理,获取线向区间的方法包括:S1031、初步线向区间的划分;S1032、对非稳定区间进行吸收合并处理;S1033、对过大的稳定区间的再分割;
S1032、对非稳定区间进行吸收合并处理的具体方法包括:
1)当一个非稳定区间的相邻两区间均是稳定区间且又是同向区间时,则将该非稳定区间由任一相邻稳定区间吸收合并;当多个非稳定区间但区间的心轮线条数小于等于该连通域心轮线条数的预设值时且相邻两区间均是稳定区间且又是同向区间时,则将该多个非稳定区间由任一相邻稳定区间吸收合并;其中,连通域心轮线条数的预设值在大于该连通域心轮线总条数2%内取值;
2)当一个非稳定区间的相邻两区间均是稳定区间且又是反向区间时,则计算该两个相邻稳定区间的相邻端点的心轮线的线长差,按该线长差的正负值来确认该非稳定区间的递增或递减方向,如果是正数,确认为递增方向;如果是负数,确认为递减方向;将该非稳定区间由递增或递减方向相同的相邻稳定区间吸收合并;当多个非稳定区间但区间的心轮线条数小于等于该连通域心轮线条数的预设值时且相邻两区间均是稳定区间且又是反向区间时,则计算该两个相邻稳定区间的相邻端点的心轮线的线长差,按该线长差的正负值来确认该多个非稳定区间的递增或递减方向,如果是正数,确认为递增方向;如果是负数,确认为递减方向;将该多个非稳定区间由递增或递减方向相同的相邻稳定区间吸收合并;
3)当一个非稳定区间的相邻两区间均是非稳定区间时,不做区间合并;
4)当多个非稳定区间的心轮线条数大于该连通域心轮线条数的预设值时,不做区间合并;
其中,初步线向区间按相邻心轮线线长的递增或递减方向是否一致,将初步线向区间划分为同向区间、反向区间及零向区间;同向区间是指相邻或相近的两个区间内的相邻心轮线线长的递增或递减方向是一致的,则将该两个区间称为同向区间;反向区间是指相邻或相近的两个区间内的相邻心轮线线长的递增或递减方向是不一致的,则将该两个区间称为反向区间;零向区间是指相邻或相近的两个区间内的相邻心轮线线长值相等的,则将该两个区间称为零向区间。