[发明专利]一种图形对象比对方法

说明书

本发明提供了一种图形对象比对方法，目的是克服因存在平移、旋转、缩放等相似变换导致的图形对象不能直接比对的困难。为此本发明提出了一种图形对象内在比例关系参考系，以及在图形对象上建立内在比例关系参考系的方法和图形对象的直接比对方法。构成这两种方法的核心是本发明提出的“点的几何重要度”指标及其与图形对象内在比例关系参考系相配合的运用方法。本发明可以用于机器视觉模式识别。

技术领域

本发明属于机器视觉技术领域，特别是涉及一种图形对像比对方法。

背景技术

基本几何模式是指在图形对像中具有普遍意义的几何模式，例如：区域、轮廓、角隅、直线、曲线、线段、圆弧等等。

图形对象是指由基本几何模式构成的相对独立的几何模式，其规模可以是单个基本几何模式，也可以是若干基本几何模式的组合。

两幅图像的比对首先就是对其图形对像的比对。图形对象比对面临的主要困难是：即使是同一事物的若干幅图像之间也可能存在因各种相似变换导致的图像平移、旋转和比例差异，因此不能在两幅图像的原始坐标系中直接对两个图形对像进行比对。

为克服上述困难而采用的现有技术主要是：（1）回避两个图形对象直接比对的困难，转而比对两个图形对象的不变矩或互相关指标。（2）回避两个图形对象全局比对的困难，转而比对两个图形对象的局部特征。

上述两类现有技术都属于间接比对，因此存在一个明显的缺点：比对的内容与比对的图形对像之间缺乏唯一对应关系，因此在图像复杂的情况下可能得出错误结论。此外这些技术也都存在比对内容不直观、计算复杂等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服因图像的各种相似变换带来的图形对像比对困难，可以对两个图形对象进行直接比对的方法。

本发明的实现首先是基于一种特殊的参考系，称为“图形对象内在比例关系参考系”，记为OIR（Object Intrinsic Ratio），其构成如如图1所示。

该参考系有图形对象上的两个参考点，分别记为O₁和O₂，称为第一参考点和第二参考点。两个矢径O₁A和O₂A相交于图形对象上任意点A，A点的比例参数记为A（r₁，r₂）。

其中：r₁ =a₁/d，r₂ =a₂/d，其中：d为在图像原始坐标系中O₁ O₂之间的距离；a₁，a₂分别为在图像原始坐标系中，矢径O₁A和O₂A的长度。

 O₁、O₂和A都对应于物体上的点，以O₁、O₂、A为顶点的三角形O₁ O₂A取决于图形对象所表达的物体的自身结构。对同一物体，在同一视角，用不同比例所构成的图形对象，三角形O₁ O₂A都是相似的。因此各边的比值r₁ =a₁/d，r₂ =a₂/d是不变的，与图形对象的比例以及平移和旋转等差异无关。

从r₁和r₂的定义表达式可知：若两个图形对象的OIR参考系相同，则两个图形对象的几何要素（形状、尺度、相互位置等）的比对，只需直接比对两个图形对象各对应点A的比例参数A（r₁，r₂），因此比对内容直观，比对结果唯一。