手绘图符的辨识特征及其提取算法.pdf

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1、第53卷第3期厦门大学学报(自然科学版)vOI．53No．32014年5月JournalofXiamenUniversity(NaturalScience)May2014手绘图符的辨识特征及其提取算法杨晨晖，李剑，刘聪(厦门大学信息科学与技术学院，福建厦门361005)摘要：收集日常生活中常见目标的250类手绘图符20000个，GB／T117972005标准中规定的28种机动车和非机动车的车符约2400个，手写数字、手绘电路元件、手绘微软办公软件形状图各1000个。作为本文研究的数据集基础．针对手绘车符不规则形变和样本间

2、相似度高的特点提出一种基于局部细节和全局轮廓的特征表示方法，该‘法利弹性网格吸收手绘过程中的变形，利用局部梯度方向直方图(histogramsoforientedgradients，HOG)表示罔符的细节特征，利州Snake模型提取图符轮廓，傅里叶描述子提取低维轮廓特征，并通过融合使得整体效果提高，比单纯H()(算法岛2个百分点．关键词：手绘罔符识别；弹性网格H()G特征；Snake模型；傅里叶算子中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：0438—0479(2014)03035207在手绘图被广泛应用的背后，支撑的

3、核心是手绘草几何特征的识别方法，Eitz等将草图表示成其大量图的识别理解，对一幅输入的草图进行识别理解，一般局部方向梯度特征构成的特征向量，使用线性差值避分为草图分割、图符识别、草图理解等几个步骤．图符识免边界的剧烈能量变化．并利用二维帐篷式函数对图别是整个草图理解的一个核心，其识别效果的好坏关系像局部区域做卷积以减少特征的重复汁箅．改进了特到整幅草图被正确理解与否的关键．草图理解是在分割征袋(BOF)应用于手绘图特征提取的效率．和识别的基础上，结合识别的结果，对整幅草图的一个然而这些已经存在的识别方法大多数将注意力全局

4、的定位，明白用户在画这幅草图的含义．而其中图集中在基于特殊领域的形状识别，如UMI罔表、机械符识别是难点，也是本文研究的主要内容．工程等．特殊领域知识的局限使得很难将这些算法运图符识别的难点在于用户输入过程的随意性、模用于其他领域，更不用说用于识别这种小确定性较强糊性及不同领域知识的局限，而目前国内外研究已取的手绘草图了，针对手绘图符算法鲁棒性问题．我们得不错的成果l1，Rubine[]提出一种单笔画识别方提出一种基于局部特征和全局特提取融合算法．法，它使用初始角的正余弦值、闭包盒对角线的长度及倾斜度等l1个几何特征，外

5、加笔画的最大速度值、1数据集介绍起点到终点的时间跨度等2个动态特征，组成13维向量表示笔画．Kim等[3提出了单笔画识别特征中关键本文的实验数据集的构建是通过多方面的数据点／角点的检测技术，该方法简单，但条件苛刻且容易集组合而成，其中包含Eitz等构建的250个类别的产生过分割．Liao等提出一种基于特征串和网格的手绘图符(后文简称Eitz集)、GB／T1l79一l_2005中目标识别方法，它不受笔序、图符尺度、外型比率等影机动车和非机动车符的28类手绘乍符、手写数宁、手响．Kara等提出一种多分类器结合的图像模板匹配绘

6、电路图、微软办公软件形状冈的手绘I形及算法，该方法不需做图元分割，以整图为单位，实现和MPEG7的60类非手绘图符．其中250类Eitz手绘图训练简单，但效率底下．OuYang等。提出了基于视觉符集是以二值图像的形式存在，每个类别样本80个，共20000个．28类手绘车符的每个类别的样本数据大约在8O个左右，一共2370个样本例，此外本文在手收稿日期：2Ol3-1029绘数字、手绘电路图及手绘微软办公软件形状图这3基金项目：福建省高校产学合作重大项目(20l2H6024)个大类别上分别收集了1000个样本类别，他们的保存

7、*通信作者：Jxliucong@163．COn?,形式与手绘车符类似．第3期杨晨晖等：手绘图符的辨识特征及其提取算法2特征提取2．1预处理与手写汉字一样，每个用户在绘图过程中的习惯、抖动等主观因素，环境或输入设备不精准等客观因素导致的数据噪声，需要进行预处理．经过设备采样(a)原始图符(b)归一化后的图符后的数据会因为绘制环境不同，导致图符的尺度，位图1归一化处理前后的图符(一128)置各不相同，因此，我们需要利用仿射变换对手绘车Fig．1Theeffectofnormalizedsketch(h一128)符进行标准化的

8、预处理．在预处理阶段，主要进行三方面的工作，即图符的平滑去噪、图符的归一化、图符的2．2弹性网格HoG特征重复点去除．利用弹性网格对图符进行非均匀划分，在非均匀1)平滑去噪．在以笔画为基本集合单位，进行图网格内更准确地把握图符的细节，再通过梯度方向直符的每一笔进行平滑，以消除笔画中的抖动或突变点．方图(histogr