12、形状特征提取方法全解析

形状特征提取方法全解析

1. 轮廓基形状方法

1.1 曲率尺度空间（CSS）

尺度空间方法的难点在于对区间树的解释。Mokhtarian和Mackworth通过寻找区间树的峰值，开发了曲率尺度空间（CSS）描述符。CSS描述符的计算包括两个过程：
- 计算CSS轮廓图或区间树 ：
1. 将形状归一化为固定数量的边界点；
2. 创建一个数组ZC[ ][ ]来记录每个尺度下的曲率过零点；
3. 设置r = 0；
4. 计算尺度r下每个位置的曲率；
5. 将当前尺度r下的每个曲率过零点记录到ZC[r][x]；
6. 设置r = r + 1；
7. 用高斯滤波器g(x; r)平滑边界；
8. 重复步骤3 - 7，直到找不到曲率过零点；
9. 将ZC[r][x]绘制到笛卡尔空间中，创建CSS轮廓图。
- 从区间树中提取分支峰值 ：
1. 从CSS轮廓图的顶行开始扫描；
2. 如果在位置(i, j)找到一个过零点，检查其上方的相邻点(i - 1, j - 1)、(i - 1, j)和(i - 1, j + 1)。如果这三个上方相邻点是非过零点，则位置(i, j)是一个峰值候选点；找出第i行中的所有峰值候选点；
3. 对于第i行中的每个峰值候选点(i, j)，检查其相邻的峰值候选点，如果找到一个相邻候选点(i, k)距离超过五个点，则(i, j)是一个峰值。如果在五个点内找到一个相邻候选点，则在中间位置(i, (j + k)/2)有一个峰值；
4. 对每一行重复步骤2和3，直到找到所有的