[发明专利]利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法

权利要求书

1.利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、构造(p+q)阶二维函数G(x,y)，令二维函数满足：G_pq(x,y)＝x^py^q；

S2、调整p,q的参数值，生成相应的二维函数G_pq(x,y)调制信息；

S3、将生成的二维调制信息发送至光调制系统中，对目标物体的照明光进行调制，产生结构调制光，并用结构调制光照射目标；

S4、利用单像素探测采集系统获取目标透射或反射光的强度值，利用探测获取的强度值来反演获取目标全局特征的Hu不变矩；

步骤S2中生成相应的二维函数G_pq(x,y)的调制信息是通过取二维函数G_pq(x,y)的前三阶原点矩，所述前三阶原点矩共有以下十种情况：

0阶：p＝0,q＝0,G₀₀(x,y)＝1

1阶：

2阶：

3阶：

步骤S3中获取目标物体的Hu不变矩的步骤如下：

S31、所述目标物体二维分布函数f(x,y)的p+q阶原点矩m_pq表示为：

0阶矩m₀₀表示目标物体的质量，1阶矩(m₀₁,m₁₀)反演获取目标物体的质心位置，2阶矩(m₀₂,m₁₁,m₂₀)反演获取目标物体的旋转半径，3阶矩(m₀₃,m₁₂,m₂₁,m₃₀)反演获取目标物体的方位和斜度；

S32、通过平移可得中心几何矩u_pq，其表现形式如下：

u_pq＝∑_x∑_y(x-x_c)^p(y-y_c)^qf(x,y)，p,q＝0,1,2…；

其中，x_c和y_c为目标物体的质心坐标，原点矩表示为x_c＝m₁₀/m₀₀和y_c＝m₀₁/m₀₀；

S33、根据原点矩变换获得前三阶的中心几何矩，表达式如下：

u₀₀＝m₀₀；

u₁₀＝0；

u₀₁＝0；

u₁₁＝m₁₁-y_cm₁₀；

u₂₀＝m₂₀-x_cm₁₀；

u₀₂＝m₀₂-y_cm₀₁；

S34、通过对中心几何矩进行归一化，得到归一化中心几何矩v_pq，其表达为：

其中

S35、利用归一化中心几何矩构造7个特征Hu不变矩(φ₁,φ₂,φ₃,φ₄,φ₅,φ₆,φ₇)，其值在目标发生平移、旋转和缩放情况下保持不变，相应的数学表达式如下：φ₁＝v₂₀+v₀₂；

φ₃＝(v₃₀-3v₁₂)²+(3v₂₁-v₀₃)²；

φ₄＝(v₃₀+v₁₂)²+(v₂₁+v₀₃)²；

步骤S4中利用单像素探测采集系统获取的光强度值I_pq的表达式为：I_pq＝∑f(x,y)·G_pq(x,y)；其中f(x,y)表示目标物体的二维分布函数，类比步骤S31-S35，将I替换成m，获得目标全局特征Hu不变矩。

2.根据权利要求1所述的利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法，其特征在于，所述步骤S2中p,q满足p+q≤3,p,q均为非负整数。