基于U弦长曲率的碎片拼接算法

【摘要】二维碎片拼接技术是计算机视觉与图像分析领域的一个有趣课题。由于碎片往往数量很多,人工拼接一般无法完成。为此,本文研究了一款基于形状分析技术的碎片拼接算法。首先,提出一种新的离散曲率计算方法,称为U弦长曲率。对于数字曲线上的每个点,U弦长曲率首先确定距离该点为给定弦长的前后两点,然后以这两点间的邻域作为支持邻域估算当前点的离散曲率。理论分析论证了U弦长曲率与曲线的真实曲率之间存在一种明确的联系。与现有的离散曲率计算方法相比,U弦长曲率具有更强的抗旋转和抗噪性能,因此特别适用于完成曲线匹配这一类对曲率计算稳定性要求高的任务。然后,在U弦长曲率基础上,设计了非规则碎片的拼接方案。经过数字化和预处理获得较理想的碎片数据后,提取其边缘并通过跟踪得到形状轮廓数据。借助角点将碎片边界曲线分段,按照固定步长在曲线段上采样并计算曲线的U弦长曲率,构成与曲线对应的U弦长曲率特征序列。接着顺序查找到最小公共子序列,确定两两匹配关系,从而实现对碎片的拼接。仿真实验部分我们在文献和MPGE-7形状数据库中选择具有代表性的曲线测试U弦长曲率的稳定性,并通过演示北京市地图拼接过程,验证新方案的效率。
【作者】郭娟娟；
【导师】钟宝江；
【作者基本信息】苏州大学，计算机应用技术，2014，硕士
【关键词】碎片拼接；离散曲率；轮廓形状；曲线匹配；

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