利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法

• 摘要：

  利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法,包括以下步骤:S1、构造(p+q)阶二维函数G(x,y),令二维函数满足:Gpq(x,y)＝xpyq;S2、调整p,q的参数值,生成相应的二维函数Gpq(x,y)调制信息;S3、将生成的二维调制信息发送至光调制系统中,对目标物体的照明光进行调制,产生结构调制光,并用调制光照射目标;S4、利用单像素探测采集系统获取目标透射或反射光的强度值,利用探测获取的强度值来反演获取目标全局特征的Hu不变矩.本发明通过融合单像素成像和提取目标全局特征不变矩的技术,实现对目标全局特征信息的高效快速获取,提升特征矩在新环境、新领域中的使用效率,本发明在目标分析理解和分类识别等领域具有广泛的应用前景.

• 专利类型：

  发明专利

• 申请/专利号：

  CN202010607833.X

• 申请日期：

  2020.06.29

• 公开/公告号：

  CN111652925A

• 公开/公告日：

  2020-09-11

• 发明人：

  王英俭 时东锋 苑克娥 黄见 杨威

• 申请人：

  中国科学院合肥物质科学研究院

• 主分类号：

  G06T7/66(2017.01),G,G06,G06T,G06T7

• 分类号：

  G06T7/66(2017.01),G06K9/52(2006.01),G06K9/46(2006.01),G,G06,G06T,G06K,G06T7,G06K9,G06T7/66,G06K9/52,G06K9/46

• 主权项：

  1.利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法,其特征在于,包括以下步骤: S1、构造(p+q)阶二维函数G(x,y),令二维函数满足:Gpq(x,y)＝xpyq; S2、调整p,q的参数值,生成相应的二维函数Gpq(x,y)调制信息; S3、将生成的二维调制信息发送至光调制系统中,对目标物体的照明光进行调制,产生结构调制光,并用结构调制光照射目标; S4、利用单像素探测采集系统获取目标透射或反射光的强度值,利用探测获取的强度值来反演获取目标全局特征的Hu不变矩. 2.根据权利要求1所述的利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法,其特征在于,所述步骤S2中p,q满足p+q≤3,p,q均为非负整数. 3.根据权利要求2所述的利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法,其特征在于,步骤S2中生成相应的二维函数Gpq(x,y)的调制信息是通过取二维函数Gpq(x,y)的前三阶原点矩,所述前三阶原点矩共有以下十种情况: 0阶:p＝0,q＝0,G00(x,y)＝1 1阶: 2阶: 3阶: 4.根据权利要求3所述的利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法,其特征在于,步骤S3中获取目标物体的Hu不变矩的步骤如下: S31、所述目标物体二维分布函数f(x,y)的p+q阶原点矩mpq表示为: 0阶矩m00表示目标物体的质量,1阶矩(m01,m10)反演获取目标物体的质心位置,2阶矩(m02,m11,m20)反演获取目标物体的旋转半径,3阶矩(m03,m12,m21,m30)反演获取目标物体的方位和斜度; S32、通过平移可得中心几何矩upq,其表现形式如下: upq＝∑x∑y(x-xc)p(y-yc)qf(x,y),p,q＝0,1,2…; 其中,xc和yc为目标物体的质心坐标,原点矩表示为xc＝m10/m00和yc＝m01/m00; S33、根据原点矩变换获得前三阶的中心几何矩,表达式如下: u00＝m00; u10＝0; u01＝0; u11＝m11-ycm10; u20＝m20-xcm10; u02＝m02-ycm01; S34、通过对中心几何矩进行归一化,得到归一化中心几何矩vpq,其表达为: 其中 S35、利用归一化中心几何矩构造7个特征Hu不变矩(φ1,φ2,φ3,φ4,φ5,φ6,φ7),其值在目标发生平移、旋转和缩放情况下保持不变,相应的数学表达式如下: φ1＝v20+v02; φ3＝(v30-3v12)2+(3v21-v03)2; φ4＝(v30+v12)2+(v21+v03)2; 5.根据权利要求1所述的利用单像素成像提取目标全局特征Hu不变矩的方法,其特征在于,步骤S4中利用单像素探测采集系统获取的光强度值Ipq的表达式为:其中f(x,y)表示目标物体的二维分布函数,类比步骤S31-S35,将I替换成m,获得目标全局特征Hu不变矩.