距离图像局部特征提取方法综述_郭裕兰.pdf

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1、第25卷第5期模式识别与人工智能Vol．25No．52012年10月PR＆AIOct2012*距离图像局部特征提取方法综述1，2111郭裕兰鲁敏谭志国万建伟1(国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073)2(SchoolofComputerScienceandSoftwareEngineering，TheUniversityofWesternAustralia，Perth6009)摘要基于距离图像的三维目标识别是计算机视觉领域的研究热点，而局部特征提取则是实现遮挡和复杂场景下三维目标识别的关键．文中首先介绍距离图像及其表示形式

2、，详细分析法向量、曲率和形状索引等微分几何属性．进而将局部特征检测方法分类为固定尺度和自适应尺度方法，将局部特征描述方法分类为基于深度信息、基于点云空间分布和基于几何属性分布的方法，并对各种具体算法进行阐述、分析和定性评价．最后对现有方法进行归纳总结，并指出所面临的挑战及进一步研究的方向．关键词三维目标识别，距离图像，局部特征，特征提取中图法分类号TP242．6SurveyofLocalFeatureExtractiononRangeImages1，2111GUOYu-Lan，LUMin，TANZhi-Guo，WANJian-We

3、i1(CollegeofElectronicScienceandEngineering，NationalUniversityofDefenseTechnology，Changsha410073)2(SchoolofComputerScienceandSoftwareEngineering，TheUniversityofWesternAustralia，Perth6009)ABSTRACTThreedimensional(3D)objectrecognitionisahotresearchtopicincomputervision．

4、Localfeatureextractionisakeystagefor3Dobjectrecognitionwiththepresenceofocclusionandclutter．Firstly，rangeimagesandtheirrepresentationsaredescribed．Thedifferentialgeometricattributesareintroduced，includingthesurfacenormal，thecurvatureandtheshapeindex．Then，thelocalfeatu

5、redetectionmethodsareclassifiedintofixedscalemethodandadaptivescalemethod．Andthelocalfeaturedescriptionmethodsareclassifiedintodepthvaluebased，pointspatialdistributionbasedandgeometricattributesdistributionbasedmethods．Thesemethodswiththeirmeritsanddemeritsaredescribe

6、d．Finally，theexistingmethodsaresummarizedandseveralchallengesandfutureresearchdirectionsarepointedout．KeyWords3DObjectRecognition，RangeImage，LocalFeature，FeatureExtraction*国家自然科学基金项目(No．60972114)、国家博士后科学基金项目(No．20100481511)、国家留学基金委CSC奖学金项目(No．2011611067)资助收稿日期:2011－04

7、－07;修回日期:2011－10－28作者简介郭裕兰，男，1985年生，博士研究生，主要研究方向为三维目标识别、激光雷达数据处理等．E-mail:yulan．guo@nudt．edu．cn．鲁敏，男，1977年生，副教授，主要研究方向为激光雷达目标识别．谭志国，男，1978年生，博士后，主要研究方向为图像处理、模式识别等．万建伟，男，1964年生，教授，博士生导师，主要研究方向为现代信号处理、计算机视觉等．784模式识别与人工智能25卷［6］1引言色图像和二维灰度图像．从数学角度看，二维彩色图像(ColoredImage)是一个五

8、维矢量［ui，vi，Ri，Gi，Bi］，i=1，2，…，N，其中，u和v为像素坐标，R、G近年来，随着三维(3D)成像技术如激光雷达和和B为对应的红绿蓝分量，N为总的像素数．二维灰结构光主动成像等的快速发展，距离图像的获得变度图像(GrayScal