典型的基于区域的形状表示方法比较

摘要

目的 形状的表示和匹配是计算机视觉和模式识别领域的重要问题.在基于区域的形状表示方法中出现了一批典型的方法,包括Hu不变矩方法(Hu不变矩)、角径向变换方法(ART方法)、通用傅里叶描述子方法(GFD方法)、拉东柱状图方法(HRT方法)和多尺度积分不变量方法(MSII方法)等.由于这些方法出现的时间跨度长且在以往的对比研究中研究维度单一,因此需要对这些方法的综合性能做一个全面的比较分析和研究,为下一步的理论研究和实际应用提供方向和指导.方法 采用3个基准形状库,包括简单几何图形形状库、MPEG-7形状库和汽车商标形状库,从3个维度,包括检索得分、检索稳定性和方法的计算复杂度,使用加权综合评估模型对典型的基于区域的形状表示方法进行比较分析,综合评估各种方法的综合性能指标.结果 在综合性能上GFD方法具有最优的效果,其次是ART方法;由于HRT方法在匹配计算阶段具有较高的时间复杂度,在大规模形状库匹配的场景下性能会下降;Hu不变矩和MSII方法的实验效果均不理想.通过比较研究还发现,将形状正交投影到正交基函数是提取形状视觉特征的有效方式.进一步猜想,将图像正交投影到正交基函数也是提取图像视觉特征的有效方式.因此,未来的研究中,寻找理想的正交基函数是提取形状乃至图像视觉特征的重要研究方向.结论 在5种比较研究的方法中,GFD方法和ART方法在综合效果要好于HRT方法、Hu不变矩方法和MSII方法,并且寻找理想的正交基函数是未来形状表示的重要研究方向.