距离图像局部特征提取方法综述

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1、万方数据第25卷第5期2012年10月模式识别与人工智能PR＆AIV01．25No．50ct2012距离图像局部特征提取方法综述郭裕兰1’2鲁敏1谭志国1万建伟11(国防科技大学电子科学与工程学院长沙410073)2(SchoolofComputerScienceandS0ftwareEn舀neering，TheUniversityofWestemAust阳1ia，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TP242．6SurVeyofLocalFeatureExtractionOnRangehnagesGUOYu—Lanl”，LUMinl，TANZhi．Gu01，WANJian一Ⅵkil1(

3、c0Z如ge矿Eze甜ron记&iewe口nd胁i凡卯矗增，肫fio乃oz‰如e瑙渺矿D咖瑚e‰^加觇fy，I％口，咿^口410073)2(&幻oZ旷co印蹴r＆据脚口以

4、sQ舰nreE，柳脚以昭，孤e踟溉毋矿耽s抛mAw讹fi口，n厅^6009)ABSTRACTThreedimensional(3D)objectrecognitionisahotrese雅chtopicincoInputervision．Localfeatureextractionisakeystagefor3Dobjectrecognitionwiththepr

5、esenceofocclusionandclutter．Firstly，mngeimagesandtheirrepresentationsaredescribed．Thedifbrentialgeometricattributesareintroduced，includingthesud’aceno瑚al，thecun，atureandtlleshapeindex．Then，thelocalfeaturedetectionmethodsareclassifiedinto6xedscalemethodandadaptivescalem

6、ethod．Andthelocalfeaturedescriptionmethodsareclassi6edintodepthValuebased，pointspatialdistributionbasedandgeometricattributesdistributionbasedmethods．ThesemethodswithtIleirmeritsanddemeritsaredescribed．Finauy，theexistingmethodsaresumm撕zedandseveralchaUengesandfutureres

7、earchdirections4reDointedout．KeyWords3DObjectRecognition，RangeImage，LocalFeature，FeatureExtraction女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：2011一04—07；修回日期：2011一lO一28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：y

8、lll蚰．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，19“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．万方数据模式识别与人工智能25卷1引言近年来，随着三维(3D)成像技术如激光雷达和结构光主动成像等的快速发展，距离图像的获得变得越来越便捷．距离图像反映物体的三维空间几何形状信息，相对于二维图像而言，其不受光照、视点和尺度变化等¨屯。因素的影响，有望克服二维图像目标识别中存在的

9、诸多瓶颈，目前已在人脸识别∞。j、人耳识别∽J、人头识别∽j、三维模型建模n0]、自主驾驶Ⅲ1以及导航与制导‘12—41等领域得到广泛关注，成为新的研究热点．Besl[15]、Bradv㈨、Campbell㈣和Mian㈣等对特征提取、