《基于Hu矩和Zernike矩的图像目标识别算法设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于Hu矩和Zernike矩的图像目标识别算法设计（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于Huu矩和ZZernnikee矩的图像目标标识别算算法设计计院 系自动化学学院专 业测控技术术与仪器器班 级540771011学 号200550400710002姓 名郭晓宇指导教师师李忠海负责教师师 李李忠海沈阳航空空工业学学院20099年6月月沈阳航空工业学院毕业设计（论文）摘 要形状识别别在计算算机视觉觉中具有有十分重重要的意意义，利利用矩特特征进行行形状识识别是一一种重要要的方法法。近几几年用正正交矩进进行图像像分析，图图像处理理以及图图像识别别的研究究成果很多多。这表表明不变变矩理论论及其在在图像信信息处理理与识别别的应用用技术具具有很好好的发展展前景和和商机。理论上矩矩不变量量
2、在图像像平移、伸缩、旋转时时均保持持不变，这这为图像像识别算算法中目目标矩特特征的选选择提供供了一定定的依据据。不变变矩是一一种高度度浓缩的的图像特特征，具具有平移移、尺度度、旋转转等不变变性。119611年，MM.K.Hu 首先提提出了77个不变变矩用于于图像描描述。后后来人们们进行了了多方面面的研究究，发现现正交矩矩具有绝绝对的独独立性，没没有信息息冗余现现象，抽抽样性能能好，抗抗噪声能能力强，适适合于图图像识别别。本文主要要完成对对航拍图图像中的的飞行目目标进行行识别的的系统设设计工作作。主要阐阐述了将将Hu矩矩和Zerrnikke矩作作为目标标在旋转转、平移移和缩放放等变形形的情况况下
3、不变变的目标标特征的的可行性性，并比比较他们们在具体体应用中中的特点点。设计了了如下算算法流程程：首先先，对图图像进行行预处理理，将彩彩色图像像转化为为灰度图图像，再再进行二二值化处处理；然然后利用用Hu不不变矩和和Zerrnikke矩提提取不变变矩特征征；最后后，采用用街区距距离法，计算出目标区域值，实现了对航拍图像中飞行目标的自动识别。实验结果果表明，不变矩在图像中的目标识别具有良好的稳定性，Hu矩和Zernike矩对目标的识别具有很好的作用。关键词：Hu矩矩；Zerrnikke矩；矩不变变量；目标识识别AbsttracctShappe rrecoogniitioon iis aa vee
4、ry impporttantt prrobllem in commputter vissionn.Reecoggnittingg fyyingg taargeets witth mmomeent feaaturres is an imppotaant metthodd foor sshappe iidenntifficaatioon.IIn rreceent yeaars，manny rresuultss haave beeen rreseearcchedd abboutt immagee annalyysiss annd ppattternn reecoggnittionn wiith or
5、tthoggonaal mmomeentss.Thhereeforre，thee thheorry oof iinvaariaant mommentts aand theeir apppliccatiion to imaage anaalyssis andd paatteern reccognnitiion havve aa goood futturee.Invaariaant mommentts aare inddepeendeent of traansllatiion，scaale andd rootattionn inn thheorry. Thee reesullts of succh
6、 ccomppariisonn caan pprovvidee soome basses whiich wouuld beaar ppraccticcabiilitty ffor thee seelecctioon oof mmomeent feaaturre iin iimagge rrecoogniitioon. Invvariiantt moomennts aree hiighlly cconccenttratted imaage feaaturres thaat aare shiift invvariiantt，rottatiion invvariiantt annd sscalle
7、iinvaariaantss.M.K.HHu ffirsst iintrroduucedd seevenn moomennt iinvaariaantss inn 19961，bassed on metthodds oof aalgeebraaic invvariiantts.LLateer sstuddiess inndiccateed tthatt thhe oorthhogoonall moomennts havve tthe besst ooverralll peerfoormaancee inn teermss off nooisee seensiitivvityy，infformm
8、atiion reddunddanccy，andd caapabbiliity of imaage desscriiptiion.In tthiss paaperr，thhe ccompplettionn off aeeriaal ffligght in thee taargeet iidenntifficaatioon.IIt hhighhligghtss a metthedd off ussingg Huu annd ZZernnikee moomennt aas ttargget feaaturre，commparringg thhem mommentt feeatuuress. TTh
9、e folllowwingg allgorrithhm ddesiign proocesss: Firrstlly，makke pprettreaatmeent forr thhe iimagge，thaat iis，traansfformm thhe mmultticoolorr immagee too grray imaage andd too deeal witth bbinaary.Theen ccompputee innvarriannt mmomeent chaaraccterrs bby HHu iinvaariaant mommentt annd zzernnikee moom
10、ennt.AAt llastt，thiss arrticcle preesennts a ssquaare spaace metthodd thhat cann bee ussed to callcullatee thhe aareaa vaaluee off thhe oobjeectss.Achhievved on thee aeeriaal iimagges to auttomaaticc iddenttifyy thhe oobjeectiivess off thhe ffligght.Expeerimmentt reesullts shoow tthatt innvarriannt
11、mmomeent havve pperffit staabillityy inn immagee taargeet rrecoogniitioon.HHu mmomeent andd zeerniike mommentt pllay a ggoodd roole in ideentiifyiing objjectts.Keywwordds:Hu mommentt；Zerrnikke mmomeent；invvariiantt moomennt；ttargget reccognnitiion目 录录第1章 绪论11.1课课题背景景11.1.1图像像目标识识别的简简单介绍绍21.1.2识别别目标技
12、技术的发发展概况况31.2课课题任务务及要求求51.3课课题内容容及安排排5第2章 目标识识别算法法中不变变矩基本本原理662.1基基于Huu矩的目目标识别别62.1.1不变变矩定义义62.1.2 HHu矩原原理62.1.3 HHu矩计计算方法法72.2基基于Zeerniike矩矩的目标标识别992.2.1 ZZernnikee矩多项项式92.2.2 ZZernnikee矩定义义102.2.3 ZZernnikee矩计算算方法110第3章 图像目目标识别别算法的的实现1133.1算算法方案案的整体体流程图图133.2图图像的获获取与处处理1443.2.1航拍拍图像的的获取1143.2.2航拍拍
13、图像的的预处理理143.3 Hu矩矩算法的的实现1183.3.1 HHu矩算算法的流流程设计计183.3.2提取取Hu矩的的特征向向量1993.4 基于Huu矩不变变性的识识别2113.5 Zerrnikke矩算算法的实实现2333.5.1 ZZernnikee矩算法法的流程程设计2243.5.2 提提取Zeerniike矩矩的特征征向量2253.6 基于Zeerniike矩矩的识别别方法226第4章 目标识识别结果果及分析析294.1 Hu矩矩的实验验结果及及分析2294.2 Zerrnikke矩的的实验结结果及分分析3004.3 程序调调试中遇遇到的问问题与解解决方案案31结论344社会经
14、济济效益分分析355参考文献献36致谢388附录计计算Huu的7个不变变矩程序序清单339附录提提取Zeerniike矩矩的特征征向量的的程序清清单400附录飞飞机的部部分姿态态图41118 - -第1章 绪论目标识别别技术是是现代军军事信息息技术研研究的核核心问题题之一，它它在军事事情报收收集和监监控，武武器制导导等领域域具有重重要的理理论和应应用价值值。信息息是决定定现代和和未来战战争胜负负的关键键因素， 谁能能夺取信信息优势势， 谁就就能掌握握战争的的主动权权。要打打赢未来来高技术术条件下下的信息息化战争争， 只有有最大限限度地获获取更多多更准确确的信息息，为战争争决策所所用。图图像目标
15、标识别正正是能够够满足这这一需求求的有效效手段。随着信信息技术术、电子子技术、计算机机技术等等高新技技术在航航空领域域的广泛泛应用以以及现代代战争的的需要，图像目目标识别别的应用用范围将将得到不不断提高高和扩展展。1.1课课题背景景随着计算算机技术术和数字字图像处处理技术术的发展展，计算算机视觉觉技术的的应用领领域已迅迅速拓展展，目标标识别已已成为计计算机视视觉领域域一个非非常活跃跃的课题题，通常常目标识识别需要要研究目目标在旋旋转、平平移和缩缩放的情情况下的的识别方方法，可可以利用用不变矩矩特征在在图像平平移、缩缩放、旋旋转在图图像中的的目标识识别中具具有良好好的稳定定性的特特性，首首先确定定系统中中的特征征值，然然后对特特征值进进行分析析来确定定目标。对目标标识别的的研究广广泛应用用于军事事侦查、视觉导导航、地地面目标标检测与与跟踪等等场合。为了适应应未来高高技术战战争，军军事智能能化软件件得到了了广泛运运用。计计算机视视觉技术术的发展展，尤其其是模式式识别的的发展，使使得空中中照
