剪紙紋樣識別算法研究.pdf

1、圖象識別技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，是當前研究的熱點問題之一，很多的專家學者都在這方面進行了研究，取得了一些很好的成果。剪紙是我國歷史悠久的傳統(tǒng)民間藝術(shù)之一，隨著動漫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，剪紙藝術(shù)作品是一種很好的動漫素材。由于藝術(shù)作品變形大，對藝術(shù)作品圖象的識別研究較少，將剪紙藝術(shù)與圖象識別結(jié)合起來，研究計算機剪紙將是一項非常有意義的工作。 特征提取是決定相似性和識別圖象的關(guān)鍵，如何提取到圖象本質(zhì)的且具有不變的有效特征是研究核心內(nèi)容。本文深入研

2、究了國內(nèi)外圖象識別的各種特征提取方法和識別方法的研究現(xiàn)狀，針對非數(shù)學變換的變形圖象識別，提出了一些較為有效的方法，能夠提取到不受平移、旋轉(zhuǎn)、尺度變化和小變形的有效特征，并應(yīng)用于剪紙紋樣的藝術(shù)圖象識別中，實驗證明有良好的效果。 論文的工作主要從以下幾個方面展開： (1)研究剪紙圖象的特點，對剪紙紋樣進行總結(jié)和分類。使用一般的圖象預(yù)處理技術(shù)，通過背景去噪、灰度化以及二值化處理等來處理剪紙圖象，能夠有效的去除剪紙圖象的背景噪聲，

3、突出了紋樣，為后續(xù)的紋樣識別工作做準備。 (2)提出一種R-變換與奇異值分解的特征提取算法，本文在radon 變換的基礎(chǔ)上，提出了一種較為簡單的方法進行圖象特征提取。使用該方法提取到的特征具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度不變性，且具有一定的魯棒性，代表了圖象的結(jié)構(gòu)特征，能夠較好的識別一定變形剪紙紋樣。 (3)針對現(xiàn)有的方法提取到的特征不適合變形圖象的缺點，提出一種適合剪紙紋樣的識別方法。利用Fourier-Mellin 變換具有不受幾何

4、變換的結(jié)果，使用小波分析求其各層的方差和均值，得到目標不同子帶的特征值。實驗證明該特征不僅具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度不變性，而且適用于有變形的紋樣圖象的識別。 (4)研究各種圖象識別的方法，使用分類性能和泛化能力較好的支持向量機作為紋樣識別的分類器，能夠?qū)⒓y樣有效進行識別和分類。 實驗所用的剪紙圖象均為掃描剪紙相關(guān)書籍得到，通過實驗對論文中的算法進行了理論分析和驗證，結(jié)果表明： (1)基于R-變換和奇異值分解的方法，計算簡

5、單，提取到的特征魯棒性好，具有平移、旋轉(zhuǎn)和尺度不變性，對多數(shù)有變形的圖象有較好的區(qū)分度； (2)多分辨FM 變換算法不受幾何變換影響，能有效地實現(xiàn)剪紙紋樣識別與分類，并具有較好的魯棒性； (3)使用支持向量機作為分類器，具有較好的泛化能力，能夠?qū)⒖鋸堊冃蔚募y樣有效的分開； 本論文從實際問題出發(fā)，深入研究了剪紙紋樣圖象的預(yù)處理、特征提取和識別方法等技術(shù)，針對非嚴格意義上的數(shù)學變形圖象，提出一些特征提取和識別的有效辦法。