不变矩稳定性及在三维目标识别中的应用

摘要

本文从成像过程和物体识别实际应用的角度，系统地研究了影响常规不变矩稳定性的若干因素。这包括：(1)成像光学系统固有的特性所引起的图像模糊；(2)在不变焦距的情况下，使用有限数目敏感单元构成的成像传感器，对由近及远的物体成像时，所引起的图像模糊；(3)模糊条件下，有限观察区域上计算的目标不变矩与不现实的无限观察区域上计算的目标不变矩是否显著不同；(4)模糊条件下，有无杂波背景的目标不变矩是否显著不同。理论分析和实验结果表明，模糊效应严重影响目标图像不变矩的稳定性。为了正确、有效地应用不变矩于物体识别过程，利用一定尺度范围内目标不变矩的准不变性，反映其在该尺度范围外的可变性，建立多尺度目标特征模型是必要的。
　　 实际应用中不同光照条件下的灰度强度变化会对不变矩算法产生一定的影响。本文讨论了灰度强度和对比度变化时对不变矩计算的影响，采用和改进了不变矩标准化的方法以增加仿射不变矩对光照度的稳定性。
　　 地面建筑目标在一定程度上可以被看作三维多面体，本文还提出了一种应用仿射不变矩识别三维多面体的方法。通过用单幅二维图像信息，利用仿射不变矩和多面体特征关系图相结合的方法，实现对三维多面体目标的识别。房屋建筑识别实验表明，该方法具有很好的有效性和稳定性。