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专利号: 2016105691382
申请人: 华侨大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:1)分别采用Lbp算法、Gist算法和Phog算法进行3D画图片特征提取得到对应的特征向量,2)将提取到的特征向量进行融合,得到融合特征;3)基于融合特征,采用KNN算法构建3D画智能分类器。

2.如权利要求1所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:在步骤1)中,将一张大小为M×N的3D画图像img通过旋转不变模式LPB算法提取若干个关键特征点,生成特征向量FVLBP。

3.如权利要求2所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:所述LPB算法具体如下

1.1A)以R为半径的P点邻域,gc为中心,gp为邻域点,区分邻域比中心亮度大还是小的方法是 式中s(x)=1(x≥0),s(x)=0(x<0);

1.2A)在环形邻居的点集中,若中心像素的位置为(x,y),则邻近像素点gi的位置计算为:

1.3A)对环形邻居集上的编码进行按右循环右移操作ROR,获得LBP旋转不变编码,取值最小的编码为最后的LBP编码。旋转操作如下:

1.4A)通过测度U将LBP编码中的U≤2的编码归为等价模式类,除等价模式类以外的模式都归为另一类,称为混合模式类,测度U定义为

1.5A)经过旋转和归一化,一幅图片的LBP特征是包含P+2个特征点。

4.如权利要求1所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:在步骤1)中,将一幅大小为M×N的3D画图像img通过Gist算法提取若干个关键特征点,生成特征向量FVGist。

5.如权利要求4所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:所述Gist算法具体如下

1.1B)将3D图相灰度化并缩放成128*128;

1.2B)将一幅大小为r×c的灰度图像f(x,y)划分成np*np规格的网格,则网格块数为ng=np*np,各个网格块按行依次记作Pi,其中i=1,2,...,ng;网格块的大小为r′×c′,其中r′=r/np,c′=c/np;

1.3B)分别用nc个通道的滤波器对图像进行卷积滤波,则每个网格块各通道滤波后级联的结果成为块Gist(PG)特征,即

其中(x,y)∈Pi,gmn(x,y)=α-mg(x′,y′),α>1是多尺度多方向Gabor滤波器,x′=α-m(xcosθ+ycosθ),y′=α-m(-xsinθ+ycosθ),θ=nπ/(n+1), 式中x,y为图像像素坐标位置,σx,σy分别是x和y方向上高斯因子的方差,f0是滤波器中心频-m率,φ是该谐波因子的相位差,α 为母小波膨胀的尺度因子,θ为旋转角度,m为尺度数,n为方向数,GP的维数为nc×r′×c′;

1.4B)对GP各通道滤波结果取均值后按行组合的结果称为全局Gist(GG)特征,即其中 GG的维数为nc×ng。

6.如权利要求1所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:在步骤1)中,将一幅大小为M×N的3D画图像img通过PHOG算法提取若干个关键特征点,生成特征向量FVPHOG。

7.如权利要求6所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:所述PHOG算法具体如下

1.1C)选择第一层划分,划分成1*1小cells;

1.2C)计算每个cell中每个pixel的gradient,即式中Ix,Iy代表水平和垂直方向上的

梯度值,M(x,y),θ(x,y)分别表示梯度的幅度值和方向;

1.3C)将360度分割成8个bin,,每个bin包含45度,整个直方图包含8维,然后根据每个像素点的梯度方向,利用双线性内插值法将其幅值累加到直方图中,此时得到整幅图的小HOG特征为1*8=8;

1.4C)选择第二层划分,划分成2*2小cells,回到1.2C),直至整幅图的小HOG特征为4*8=32,进入1.5C);

1.5C)选择第三层划分,划分成4*4小cells,回到1.2C),直至整幅图的小HOG特征为16*

8=128,进入1.6);

1.6C)选择第四层划分,划分成8*8小cells,回到1.2),直至整幅图的小HOG特征为64*8=512,进入1.7);

1.7C)对四层小HOG特征进行归一化后级联,则得到总特征为8+32+128+512=680。

8.如权利要求1所述的一种基于特征融合和KNN的3D画智能分类算法,其特征在于:在步骤3)中基于融合特征使用KNN分类器对3D画数据集进行算法实验,具体为:数据集包括墙画、地画、墙地画和凹墙角;各分类随机选择一半样本作为训练数据集,余下的样本作为测试集数据,该随机抽样实验重复3次,取平均值作为报告结果;在训练过程中,距离度量为欧式距离。