[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

说明书

利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法，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：Gsubgt;pq/subgt;(x,y)＝xsupgt;p/supgt;ysupgt;q/supgt;；S2、调整p,q的参数值，生成相应的二维函数Gsubgt;pq/subgt;(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。本发明通过融合单像素成像和提取目标全局特征不变矩的技术，实现对目标全局特征信息的高效快速获取，提升特征矩在新环境、新领域中的使用效率，本发明在目标分析理解和分类识别等领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及计算成像和提取目标全局特征不变矩的领域，尤其涉及利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法。

背景技术

在信息处理、模式识别、计算机视觉等领域，一般会通过提取目标的本质特征信息来实现对目标的识别或者跟踪。那么目标的本质特征信息包括什么，怎样来提取是该过程中关键的两个问题。首先目标图像可以反映出目标的空间信息、亮度信息和光谱信息等。但是这些特征信息都会随着目标位置的改变而改变，并且受外界环境影响较大，并不能反映目标的本质特征。

发明内容

为实现利用单像素成像来探测目标Hu不变矩信息，本发明提供利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

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。

本发明的优点在于：本发明将关注点由获取目标图像转换到提取图像矩，不仅提取目标的本质特征，还降低了对数据采集量的要求。图像矩是对目标在特征空间所包含数学关系的一种描述，也是一种重要的目标特征信息。随着目标做平移、旋转和缩放变换，由图像矩构造而成的目标特征Hu不变矩的值基本保持不变。本发明利用单像素成像的原理来提取目标全局特征Hu不变矩，其中单像素成像属于计算成像范畴，该方法使用时空变换的光场照射物体，通过单像素探测器获取透射或反射光的强度值，最后利用相应的算法得到目标信息，实现对目标全局特征信息的高效快速获取，提升特征矩在新环境新领域中的使用效率。由于单像素探测器具有较强的光敏感度和较宽的光谱响应范围，因此单像素成像在微弱光成像、不可见光成像等领域有着重要的应用前景。

全局特征Hu不变矩是一种重要的目标特征信息，不变矩的值不受目标平移、旋转和缩放变换的影响。利用单像素成像方法提取目标全局特征Hu不变矩，不仅能实现高效快速的获取目标特征Hu不变矩，还能扩展特征矩的应用环境，如弱光、宽光谱等。为提取目标全局特征Hu不变矩提供了一种新方法，在目标分析理解和分类识别等领域内有着重要的应用价值和前景。

附图说明

图1为利用单像素成像原理提取目标全局特征Hu不变矩方法流程图。

图2为单像素成像探测过程中生成的二维调制信息图。

图3为根据一个具体实施案例提取全局特征Hu不变矩。

具体实施方式

如图1所示，利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法，包括以下步骤：