[发明专利]一种二维单射曲面数据的特征提取与匹配方法

摘要

一种二维单射曲面数据的特征提取和匹配方法，该方法首先将二维单射曲面数据投影到灰度值与数据值成正比的灰度图像，并将图像中的灰度值归一化到区间[0，255]中，然后从图像中提取特征点集；以特征点集中的每一个特征点作为参考点，在图像中绘制通过该特征点的等灰度线，且在图像中连接同一等灰度线上的特征点，这些等灰度线以及特征点之间的连线将图像划分成连续的区域块，根据区域块之间的包围和相邻关系构造一个Reeb图。对于需要匹配的两个二维单射曲面数据，通过匹配两个Reeb图中的结点，计算结点之间的相似度，所有匹配结点的相似度之和为两个二维单射曲面数据之间的相似度。本发明所提供的方法使得提取的特征容易计算，并且稳定性强。

主权项

1.一种二维单射曲面数据的特征提取和匹配方法，其特征在于该方法包含如下步骤：1)将二维单射曲面数据投影到xy平面，获取一幅灰度与g值成正比的灰度图像，将图像的灰度值归一化到区间[0，255]，并利用高斯窗口对图像进行平滑操作，以减弱图像中的噪音；2)从图像中提取特征点集，以特征点集中的每一个特征点作为参考点，按照灰度值是否与该特征点相等，在图像中绘制通过该特征点的等灰度线，以及绘制同一等灰度线上特征点之间的连线，等灰度线以及特征点之间的连线将图像划分成一系列的区域块，根据区域块之间的包围和相邻关系构造一个Reeb图；3)选取高度和位置作为典型的细节特征，将这两个细节特征作为Reeb图中的每个结点的属性，所述高度是指该结点所代表的图像区域块内灰度最高值与灰度最低值之差，所述位置是指该结点所代表的图像区域块的中心位置，所述中心位置的具体计算公式如下：(x,y)center=1NΣi=1N(x,y)i]]>其中：N指的是所述图像区域中像素点的个数，(x，y)_i指的是像素点i的坐标，(x，y)_center指的是所述图像区域中心像素点的坐标；4)对于需要匹配的两个数据，通过计算两个对应的A Reeb图和B Reeb图之间的相似度来求得这两个数据之间的相似度：4.1)将A Reeb图中的根结点a与B Reeb图中的根结点b相匹配，根结点指的是Reeb图中没有父结点的结点，得到一个匹配对，并计算所述匹配对的相似度，具体公式如下：其中：dis(a_位置，b_位置)表示的是根结点a与根结点b的位置属性的欧式距离；4.2)如果两个结点相匹配，则继续对它们的子结点之间进行两两匹配，构成一个完全二分图，从所述二分图中提取一个结点距离之和最小的子图，从而构成两个结点的子结点之间的匹配对，每个结点至多在一个匹配对中出现，且匹配对中的两个结点来自两个不同的Reeb图；4.3)计算步骤4.1)和步骤4.2)中得到的所有的匹配对的相似度之和，所述相似度之和就是所述A Reeb图与所述B Reeb图之间的相似度，即两个数据之间的相似度。