目标识别中的几何计算.pdf

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1、乙夕j单位代码：学号：egreeThesis目标识别中的几何计算GeometricComputationofObjectRecognition学科专业：计算机科学与技术研究方向：计算机图形学与图像处理作者姓名：洪筱璇指导教师：李宗民教授二。一一年五月10425S08070881擎文1．．，一，·jonofObjectRecognitionAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：HongXiaoxuanSupervisor：Prof．LiZongminCollegeofComputer

2、&CommunicationEngineeringChinaUniversityofPetroleum(EastChina)fl，．晏关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关

3、法律责任。学位论文作者签名：壁丝筵丝日期：2夕，1年r月2∥日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：缓锺丝。指导教师签名：——l臼也L日期：2P11年f月≥驴日日期：2口f1年r月2∥

4、日≯‘卜10摘要本文将要使用一种新的几何表示和计算系统，共形几何代数(ConformalGeometricAlgebra,GA)。首先体现在对几何体、几何变换的表示方面，它的表示简洁紧凑，几何意义直观。其次，CGA结合了四元数、对偶四元数、李群、李代数、普吕克几何等数学元素，将其嵌入在几何代数中用于欧氏几何、仿射几何、射影几何和共形几何建模。因此，基于CGA的数学框架对目标识别中不同几何问题带来处理方法的统一和简化。本文探讨了共形几何代数在目标识别问题中的三个重要应用，主要研究内容包括：(1)在分析共形几何代数作为一个全新的计算机图形

5、学的数学框架的基础上，以及针对目前几何形状检测算法的不足，结合他们的优点，设计并实现在共形几何代数框架下直线和圆的一种有效的随机检测算法。该方法能用于背景噪声较强，直线和圆存在一定变形和遮掩的图像，检测精度较高。与传统算法相比，该算法可以有效提高识别效率，同时具有鲁棒性好及检测结果准确等特点。(2)CGA作为一种新的代数框架，它结合了几何代数和共形模型，在几何数据处理方面有卓越的表现，为了有效地刻画物体的形状特征，构造了一种基于角点的射影点可交换不变量，即几何不变量。该不变量具有平移、旋转和尺度的不变性，因此可以将几何不变量应用于目标

6、形状的识别。基于这种几何不变量的识别算法可以具有很好的识别率。(3)讨论了共形几何代数作为计算机图形学和计算机视觉领域的一个新的数学框架，为插值提出了一种新的手段，为曲线的圆融合，曲面的球面融合提出一个新方法。共形几何代数之所以适合解决这类问题，是因为它不仅能对几何实体能够简单的表示，而且也可以简单描述几何变换，可以以一种更一般更简单的方式来定义模型。构造的曲线曲面不仅表示方法简单，而且运算量也大大的降低了。关键词：共形几何代数，线性代数，多重向量，射影点可交换不变量，几何不变量，圆融合，球面融合争扣l■GeometricComput

7、ationofobjectRecognitionHongXiaoxuan(ComputerScienceandTechnology)DirectedbyProfessorLiZongminAbstractNow,wewanttouseanothernewgeometricrepresentationandcalculationsystem，conformalgeometricalgebra．First,itprovidesanaturalandelegantmethodwhichcallrepresentthegeometricobj

8、ectsandthetransformationsofthegeometricobjects．IntheCGA，thepoints，circles，spheres，lines，planesandSOon，theyallC