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1、（输入章及标题）燕山大学 毕业设计（论文） 图像目标对称性检测方法研究学 院 里仁学院 年级专业 03级电子信息工程 学生姓名 马俊雷 指导教师 胡正平 专业负责人 练秋生 答辩日期 2007年6月24日 III燕山大学毕业设计任务书学院：信息科学与工程学院 系级教学单位：电子与通信工程系 学号030202070016学生姓名马俊雷专 业班 级电信4班题目题目名称图像目标对称性检测方法研究题目来源自 选 主要内容自然的和人工的物体通常会引起人的对称性的感觉，我们对对称性的感觉如此强烈，使得大多数的人工制造的物体都是对称的，并且心理学上认为对称性是感知的一个基本原则，环顾四周，我们的直接感受就是
2、几乎所有感兴趣的区域都是由各种形式的对称组成的，由于对称性的普遍存在，对理解和解释自然界的图像来说，检测对称性具有重要意义。对称性检测与利用已成为计算机视觉中重要的研究方向。要求学生设计出几种图像对称性检测方法，并设计相应的程序，给出实验结果，最后比较各种方法的特点。基本要求1查阅国内外最新研究资料，给出合理可行的设计思路2设计程序，进行实验研究3总结实验结果参考资料1找出相应的关键词(中英文)，然后利用网络收集资料，分析总结资料2中国学术期刊网3优秀硕博论文数据库周 次14周58周912周1316周1718周应完成的内容收集资料熟悉课题程序设计与调试程序设计、分析、调整、以及程序优化实验结果
3、整理及其总结论文书写课题总结答辩指导教师： 胡正平职称： 副教授 2007年3 月 10 日系级教学单位审批： 2007 年3 月 15 日摘要摘 要本文介绍一种新的检测图像对称性的方法。它使用原始图像的相位信息，而不使用图像梯度信息。由于相位信息的稳定性和重要性，该方法具有很强的鲁棒性，不受图像亮度、对比度和旋转的影响。它能检测镜像对称性，旋转对称性和曲线对称性，不需要图像分割等任何预处理。实验结果证明了该方法的有效性和鲁棒性。对称性是物体与形状的基本特征之一，在图像分析和计算机视觉等领域是一个重要的研究课题，形状的对称性描述和物体对称性检测在机器人识别、检验、抓取和推理中有重要应用。本文还
4、给出各种对称性的严格数学定义，综述了现有各种对称性检测方法，并比较其优缺点，提出了简单通用的基于隐含多项式曲线对称性检测方法。关键词logGabor小波变换，相位信息，对称性检测IAbstractIn this paper, a new method of image symmetry detection is introducedInstead of gradient information，it uses phase information of original imageBecause of phase informations stability and significance，t
5、his method is fairly robust，that is，it is invariant to illuminate，contrast，and rotationIt call detect mirror symmetry, rotating symmetry and curve symmetry at the same time. And it needs not an y preprocessing，such as segmentationThe experiments show that this method s effectiveness and robustness.T
6、he symmetry detection of the object is important research area in image analysis and computer vision, and is usually applied in shape matching, model-based object matching, reconstruction of 3D objects, image compression, image database retrieval and so on. This paper defines some of the symmetries
7、by using the representation of mathematics, summarizes the existing methods of symmetries detection by now, and compares their advantages and disadvantages. Furthermore, the paper suggests research directions on the symmetry detection based on the implicit polynomials.Keywords LogGabor wavelets tran
8、sform, Phase information, Symmetry detection.目 录摘 要.IAbstract.II第1章 绪论.11.1 图像与数字图像.1 1.2 图像处理技术内容与相关学科.2 1.3 图像处理技术的发展现状.4 1.4 图像处理技术的应用领域.51.5 本章小结.5第2章 对称性.72.1对称性的国内外研究动态.7 2.2 几种对称性的数学定义7 2.2.1 依据几何变换理论的对称性分类.7 2.2.2 依据物体内部几何关系的对称性分类.8 2.3 对称性检测方法9 2.3.1 模式匹配法.9 2.3.2 优化搜索方法.10 2.3.3 统计方法.11 2.
9、3.4 曲线微分法.12 2.4 本章小结.13第3章 对称性检测.153.1 基于隐含多项式曲线的对称性检测.15 3.1.1 基于拐角点的对称性检测.15 3.1.2 基于曲线微分性质的对称性检测.16 3.2 边缘检测的MATLAB实现方法17 3.2.1 利用轮廓分布信息分析.18 3.3 利用相位法的对称性检测.21 3.3.1 利用相位信息检测对称性原理.23i 3.3.2 算法的具体实现.25 3.3.3 实验结果与分析.263.4 本章小结.29结论.30参考文献.31附录1.33附录2.37附录3.40致谢.55i第1章 绪论第1章 绪 论1.1 图像与数字图像图像就是各种观
10、测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用与人眼而产生视知觉的实体。科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75%来自于视觉系统，也就是说，人类的大部分信息都是从图像中获得的。图像是人们从出生以来体验到的最重要、最丰富、信息量获取最大的部分。图像能够以各种各样的形式出现，例如，可视的和不可视的，抽象的和实际的，适于计算机处理的和不适于计算机处理的。就其本质来说，可以将图像分为两大类：一类是模拟图像，包括光学图像、照相图像、电视图像等，例如，在生物医学研究中，人们在显微镜下看到的图像就是一幅光学模拟图像，照片、用线条画的图、绘画也都是模拟图像。模拟图像的处理速度快，但精度
11、和灵活性差，不易查找和判断。另一类是将连续的模拟图像经过离散化处理后变成计算机能够识别的点阵图像，称为数字图像。严格的数字图像是一个经过等距离矩形网络采样，对幅度进行等间隔量化的二维函数，因此，数字图像实际上就是被量化的二维采样数组。与模拟图像相比，数字图像具有以下显著优点：(1) 精度高：目前的计算机技术可以将一幅模拟图像数字化为任意的二维数组，即数字图像可以由无限个像素组成，每个像素的亮度可以量化为12位（即4096个灰度级），这样的精度使得数字图像与彩色照片的效果相差无几；(2) 处理方便：由于数字图像本质上是一组数据，所以可以用计算机对它进行任意方式的修改，例如，放大、缩小、改变颜色，复制和删除某一部分等；(3) 重复性好：模拟图像（例如照片）即便是使用非常好的底片和相纸，也回随着时间的流逝而褪色、发黄，而数字图像可以储存在光盘中，上百年后再用计算机重现也不会有丝毫的改变。1.2 图像处理技术内容与相关学科图像处理就是将图像转换为
