基于格式塔规则的局部遮挡目标轮廓修复算法

作者：高榕

来源：软件工程（专业学位）, 硕士, 南昌航空大学, 2019.

• 格式塔理论
• 轮廓提取
• T型节点
• 可连接关系图
• 轮廓修复

将检测出的边界点进行连接可获得目标轮廓。目标轮廓兼具计算简单、稳定性好等优点而被广泛的运用在目标识别领域。然而,在实际的应用过程中,受限于摄像装备,获取的图像质量很难得到保证。例如,图片中目标区域经常存在相互遮挡或局部缺失等情况,从而给识别过程带来许多不便。所以,研究图像中局部遮挡目标轮廓的修复是非常有意义的。其结果可用于目标的识别、图像消隐、图像修复与检索和古文物修复等。为了降低局部遮挡目标轮廓修复算法步骤的复杂性,以及提高局部遮挡目标轮廓修复的准确性和最大程度上符合人类视觉的审美,本文通过深入研究格式塔完型规则在局部遮挡目标轮廓检测与修复中的作用后,提出基于格式塔规则的局部遮挡目标轮廓修复算法研究,主要研究内容和成果如下:1.提出了一种显著性约束与格式塔规则结合的局部遮挡目标轮廓检测算法。算法首先对传统Canny算法进行改进,即利用改进的中值滤波代替高斯滤波进行图像去噪,用改进的Otsu算法计算高阈值;然后在改进的Canny算子框架下添加RC算法的显著性信息作为约束来减少背景上的边缘,进而提取显著边缘;再在Ratio-contour算法的基础上结合格式塔规则中的闭合性提出新的目标函数,使得文中算法可以收敛于显著性高的区域并检测到更完整的闭合轮廓;最后在所提取轮廓的基础上进行T型节点检测,找出遮挡点,并分割和提取被遮挡目标轮廓。实验结果表明,该算法解决了传统的Canny算法不能自适应获取高阈值,需要人为设定参数的缺陷,而且有效的提高了轮廓检测的查全率与查准率。2.对现有的轮廓修复方法进行分析,发现针对局部遮挡目标的轮廓修复研究较少,且现有算法均不能很好的把人类视觉认知特性融入进来。因此,本文提出了一种基于格式塔完型规则的局部遮挡目标轮廓修复算法。算法首先根据T型节点的近邻性和取向相似性判断其可连接关系,生成可连接关系图;然后运用格式塔规则的近邻性原则、连续性原则和相似性原则对T型节点进行分组,进而连接具有可连接关系但没有实际连接的T型节点;最后利用基于最小阻尼二乘法的多项式拟合曲线对T型节点进行连接,进而完成局部遮挡目标轮廓的修复。实验结果表明,该算法的修复效果较好,符合人类的视觉感知。

• 单位
  南昌航空大学