基于视觉的拓扑特征提取算法研究

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1、分类靑１．１載１０；ＴＰ３９寧徳代獨；学墳；Ｓ１３㈱７盼９ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｖＯｆＣｈｉｎａ全日制工程硕±学位论文基于视觉酌拓扑特征提取、算法研究＇说Ｈ－＂？：；心叶．Ｖ－Ｓｒ１志：Ｂ｜ｊ麵Ｉ原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中Ｗ明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：為日期：２〇ＩＬ

2、｝〇关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管：、使用学位论文的规定，其中包括①学校有权保管、并向有关部口送交学位论文的原件与复印件；②学校可ｋ乂采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查飼或借阅；④学校可レ义学术交流为目的，复制赠送和交换学位＾论文｜（；⑤学校可乂公布学位论文的全部或部分内容保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：秦役日期：如／若Ｉ立、？口：日期：加导师签名＿＿＿气图书分类号TP391密级非密注1UDC中北大学硕士学位论文基于视觉的拓扑特征提取算法研究马超指导教师（姓名、职称）况立群

3、副教授申请学位级别工程硕士专业名称计算机技术论文提交日期2016年4月10日论文答辩日期2016年5月21日学位授予日期2016年月日论文评阅人李晓明、韩燮答辩委员会主席白尚旺2016年5月21日基于视觉的拓扑特征提取算法研究摘要拓扑不变性是拓扑学里最主要的研究内容，由于在陈霖的心理学实验研究中发现，人眼视觉认知是从物体的拓扑性质开始，所以要让计算机学习视觉系统这一处理特性，把视觉认知理论与拓扑学的拓扑空间理论结合起来，达到快速识别物体的目的。本文的研究工作主要有：首先，从心理学角度探索人眼处理视觉信息的机理，将计算机视觉与几何拓扑学的理论相结合，作为相关的知识储备。其次，对拓扑性质里最

4、主要的连通性作了初步研究，先用ICP算法结合snake轮廓提取法，获得三维轮廓，再在保持拓扑性质不变的情况下，降维投影至二维平面，在平面分析点集拓扑空间，得出连通性质。用实物验证了这一推导的可行性。证明了暖壶与轮胎可以拓扑同胚变换。再次，研究了三维模型的非连通性。由于采集到的点云信息是离散分布的，在三维空间中分析点集结构，需要点云匹配，曲面重构等大量预处理，但运用数字拓扑这一拓扑分支学科，可以直接在立体像素体元上，通过亏格的计算公式，分析拓扑的不变性，即非连通性。最后，在采集的图像信息上，找到能与拓扑知识库的图片模型相结合的方法，进行相似度测量，用Matlab对不同拓扑结构仿真出直方图，

5、对比直方图，对目标物进行拓扑性质归类。关键词：认知，同胚映射，拓扑不变性，降维投影，数字拓扑，测地线距离TopologicalFeaturesExtractionBasedonVisionAbstractTopologicalinvarianceisthemaincontentofthetopology,asfoundinChenLinofthepsychologicalexperiment,humanvisualperceptionisstartingfromthetopologicalpropertiesoftheobject.Tolearnthehandlingcharacteri

6、sticsoftheVisualsystemforcomputer,combiningvisualcognitionandthetheoryoftopologicalspacesforidentifythetargetquickly.Thisresearchworksinthethesisare:Firstofall,ExploringthemechanismofthehumaneyeprocessesVisualinformationfromapsychologicalperspective,asthereservesofrelevantknowledge.Secondly,theco

7、nnectivityintopologicalastheprimaryresearch.three-dimensionalcontourextractionusingICPalgorithmincombinationwithsnake,inthecaseoftopologicalpropertiesremainsunchanged,dimensionprojectiontothetwo-dimensionalplane.Thepoi