基于直线基元角方向对几何关系直方图的目标识别方法

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1、国防科技大学学报第26卷第1期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITYOFDEFENSETECHNOLOGYVoI.26No.12004文章编号：1001-248（62004）01-0064-04基于直线基元角方向对几何关系直方图的目标识别方法陶午沙，沈振康，李吉成（国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙410073）摘要：针对以往“角方向对几何”同类技术［6~8］提出了新的基于直线基元的几何不变特征关系，并使用该关系针对目标线集建立特征关系多维直方图，作为目标的几何不变特征，通过多维直方图匹配进行目标识别。实验证明该模

2、式关系对于较规则的形体，其检测精度优于以往方法，可用于基于内容与结构的图像分析与目标识别系统中。关键词：自动目标识别；几何不变特征关系直方图；多维直方图匹配中图分类号：TP18；O235文献标识码：AAnATRMethodBasedonNewlyDefinedPairwiseGeometricHistogramTAOWu-sha，SHENZhen-kang，LIJi-cheng（CoIIegeofEIectronicScienceandEngineering，NationaIUniv.ofDefenseTechnoIogy，Changs

3、ha410073，China）［6~8］Abstract：ThepaperpresentsanewIydefinedpairwisegeometricinvariantreIationshipoftheIinesegmentsoftheshapetargetsbasedontheformaIworkofthistechnoIogy.ThemethodrecognizesthetargetsbycomparingthemuIti-dimensionaIhistogramswhichareformedbythenewIydefinedinv

4、ariantreIationship.TheexperimentsshowthatthenewreIationshipismoreaccurateforreguIarshaperecognitionthantheoIdmethods.Keywords：ATR；geometricinvariantfeaturereIationshiphistogram；muIti-dimensionaIhistogrammatching基于图像内容与结构的目标识别技术是图像处理与机器视觉新研究方向。Swain和BaIIard［1］提出使用灰度直方图表征物

5、体，即使用目标样本的灰度直方图同图像区域匹配识别目标。该方法对目标的平移、旋转、缩放、仿射，视点位置的改变等具有很强的鲁棒性。但当光源强度、方向、色调改变时，该方法对光照条件的变化较敏感。为减小灰度对照明强度的敏感性，一些学者研究了灰度直方图不变量［2~4］。然而，并不是所有物体都可以只通过彩色灰度加以描述和识别的，例如遥感图像中很多同类人造目标具有相同结构，但其灰度表征由于拍摄条件以及周边环境，或使用的建筑材料的不同却差别很大。因此灰度直方图有必要合并上其他不变量信息［5］。本文将组成目标结构的线基元之间的几何不变特征及其相互关系引入

6、直方图技术，使用多维直方图表征目标的几何不变特征关系。在基于线框架结构表示目标形体方面，N.A.Thacker等人提出PGH角方向对几何直方图法表示线结构物体［6］。但在应用时，该方法对于非规则形体效果较好，对于规则形体效果并非很好，本文提出新的基于直线基元的目标“角方向对几何”不变特征关系，以提高该方法对于较规则形体的识别质量。1基于直线基元的“角方向对几何”不变特征关系直方图1.1使用ARG模型描述目标的线框架结构使用ARG模型G（IV，E，!，"）描述目标（直线集）。V为直线基元，设其二元关系E（EVXV）、属性!、关系属性"可由

7、元素相互独立的I维参数矢量#I=｛$k｝（k=1，⋯，I）表示。由Bayes定理收稿日期：2003-10-21基金项目：国家部委基金资助项目（41303040204）作者简介：陶午沙（1975—），男，博士生。陶午沙，等：基于直线基元角方向对几何关系直方图的目标识别方法65p（~!II~GI）p（~GI）p（~!II~GI）p（~GI）p（~GII~!I）==（l）p（!~）Ep（~!II~Gi）p（~Gi）Ii由于组成~"I的I维向量相互独立，则(~!)p（~!II~GI）p（~!I~GI）p（~GI）p~GI~!IU=（I#）（2）

8、Ep（~!II~Gi）p（~!I~Gi）p（~Gi）ip(U~!I~GI)p（~GI）Hp（~!II~GI）p（~GI）(~!)II则p~GIUI==（3）IEp(U~!I~Gi)p（~Gi）EHp（~!I