[发明专利]一种基于多属性编码及动态权重的图形匹配方法

说明书

本发明公开了一种基于多属性编码及动态权重的图形匹配方法。输入两个待比较图形对象并各自转换为边属性邻接图，根据边属性邻接图中顶点与边的信息，分别对边属性邻接图中的各顶点进行包括基本属性和邻接属性在内的多属性编码，采用动态权重的方法层次化地计算边属性邻接图中每两个顶点之间的相似度，并存储形成顶点相似度映射矩阵，当顶点相似度映射矩阵的最大权匹配加权和最大时，可得到两个图形之间的相似距离及其对应边。本发明综合考虑了图形边的自身基本属性及其邻接属性，并根据其各自特点进行编码及相似度计算，不仅提高了图形匹配的稳定性和可靠性，也扩大了其适用范围。

技术领域

本发明属于图形图像处理领域，特别是一种基于多属性编码及动态权重的图形匹配方法。

背景技术

三维注册是指通过计算机图形学分析，获取三维空间中物体的准确三维坐标与姿态，根据获取的三维坐标将由计算机生成的虚拟物体绑定拼接到真实的三维空间中，以达到真实环境和虚拟物体的准确无缝融合，是实现各种增强现实系统的基础，也是需要解决的核心问题之一。

基于模型关键帧的三维注册方法需要在在线阶段提取构建单目图像中的几何图形，并从离线阶段存储的图形中匹配到与之最为相似的关键帧图形。而由于离线阶段对视点球的离散处理，在线匹配得到的关键帧图形与实际单目图像中的图形很大可能存在视角差，如果直接对其进行注册会存在较大的误差。因此需要进一步获取关键帧图形与单目图像中零件投影图形之间的匹配点以对虚拟注册物体进行进一步的姿态优化。实现三维注册的关键在于提取并构建的零件投影图形与关键帧图形的相似距离计算以及获取两个图形之间的对应关系。

现有技术中有一些图形匹配的方法，但是由于编码对象以及方式的限制，仍存在某些缺陷。中国专利一种多边形轮廓相似度检测方法(专利申请公开号：CN105354866A，作者：陈志远、王振)通过构造图形的特征矩阵，对特征矩阵元素进行多次增强性非线性变换，用多数值、多标准的加权平均值建立相似度标准。该方法虽然高效且稳定，但是它仅针对于多边形图形的相似度计算，并且需要对图形进行预处理使得两个图形的边数必须相等，种种条件限制了该算法的应用范围。中国专利一种图形的构建方法及匹配方法以及系统(专利申请公开号：CN105335444A，作者：刘璐、王兴华、吕肖庆)中通过分别对直线图形与非直线图形的属性进行编码，实现对复杂结构、多种类型图元的几何特征进行表达与匹配，但该专利中使用的图形编码方式无法对镜面对称的图形进行区分。

上述方法在适用范围、鲁棒性等方面均存在一定程度的不足，导致其在工程应用过程中仍显得有些捉襟见肘。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明提出了一种基于多属性编码及动态权重的图形匹配方法。本发明将两个待比较的平面简单几何图形分别转换为两个边属性邻接图，通过计算这两个邻接图的最大权匹配来得到两个图形之间的相似距离及其对应边关系。

如图1所示，本发明技术方案的主要步骤如下：

(1)输入两个待比较图形对象P¹、P²并各自转换为边属性邻接图G¹、G²，P¹、P²分别表示第一、第二待比较图形对象，G¹、G²分别表示第一、第二边属性邻接图，边属性邻接图G¹、G²各自具有顶点集合V¹、V²以及边集合E¹和E²，顶点集合V¹、V²中的每个顶点附带保存有待比较图形对象中边的几何类型和相对长度信息，边集合E¹和E²中的每个边附带保存有待比较图形对象中边与边之间的邻接信息；