基于視覺的拓撲特征提取算法研究

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1、分類靑１．１載１０；ＴＰ３９寧徳代獨；學(xué)墳；Ｓ１３㈱７盼９ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｖＯｆＣｈｉｎａ全日制工程碩±學(xué)位論文基于視覺酌拓撲特征提?。崳姟⑺惴ㄑ芯浚崳姡牐牐В崳娬fＨ－＂？：；心葉．Ｖ－Ｓｒ１志：Ｂ｜ｊ麵Ｉ原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。論文作者簽名：為日期：２〇ＩＬ

2、｝〇關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)的說明本人完全了解中北大學(xué)有關(guān)保管：、使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括①學(xué)校有權(quán)保管、并向有關(guān)部口送交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件；②學(xué)校可ｋ乂采用影印、縮印或其它復(fù)制手段復(fù)制并保存學(xué)位論文；③學(xué)校可允許學(xué)位論文被查飼或借閱；④學(xué)校可レ義學(xué)術(shù)交流為目的，復(fù)制贈送和交換學(xué)位＾論文｜（；⑤學(xué)校可乂公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定）。簽名：秦役日期：如／若Ｉ立、？口：日期：加導(dǎo)師簽名＿＿＿氣圖書分類號TP391密級非密注1UDC中北大學(xué)碩士學(xué)位論文基于視覺的拓撲特征提取算法研究馬超指導(dǎo)教師（姓名、職稱）況立群

3、副教授申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)名稱計算機技術(shù)論文提交日期2016年4月10日論文答辯日期2016年5月21日學(xué)位授予日期2016年月日論文評閱人李曉明、韓燮答辯委員會主席白尚旺2016年5月21日基于視覺的拓撲特征提取算法研究摘要拓撲不變性是拓撲學(xué)里最主要的研究內(nèi)容，由于在陳霖的心理學(xué)實驗研究中發(fā)現(xiàn)，人眼視覺認知是從物體的拓撲性質(zhì)開始，所以要讓計算機學(xué)習(xí)視覺系統(tǒng)這一處理特性，把視覺認知理論與拓撲學(xué)的拓撲空間理論結(jié)合起來，達到快速識別物體的目的。本文的研究工作主要有：首先，從心理學(xué)角度探索人眼處理視覺信息的機理，將計算機視覺與幾何拓撲學(xué)的理論相結(jié)合，作為相關(guān)的知識儲備。其次，對拓撲性質(zhì)里最

4、主要的連通性作了初步研究，先用ICP算法結(jié)合snake輪廓提取法，獲得三維輪廓，再在保持拓撲性質(zhì)不變的情況下，降維投影至二維平面，在平面分析點集拓撲空間，得出連通性質(zhì)。用實物驗證了這一推導(dǎo)的可行性。證明了暖壺與輪胎可以拓撲同胚變換。再次，研究了三維模型的非連通性。由于采集到的點云信息是離散分布的，在三維空間中分析點集結(jié)構(gòu)，需要點云匹配，曲面重構(gòu)等大量預(yù)處理，但運用數(shù)字拓撲這一拓撲分支學(xué)科，可以直接在立體像素體元上，通過虧格的計算公式，分析拓撲的不變性，即非連通性。最后，在采集的圖像信息上，找到能與拓撲知識庫的圖片模型相結(jié)合的方法，進行相似度測量，用Matlab對不同拓撲結(jié)構(gòu)仿真出直方圖，

5、對比直方圖，對目標(biāo)物進行拓撲性質(zhì)歸類。關(guān)鍵詞：認知，同胚映射，拓撲不變性，降維投影，數(shù)字拓撲，測地線距離TopologicalFeaturesExtractionBasedonVisionAbstractTopologicalinvarianceisthemaincontentofthetopology,asfoundinChenLinofthepsychologicalexperiment,humanvisualperceptionisstartingfromthetopologicalpropertiesoftheobject.Tolearnthehandlingcharacteri

6、sticsoftheVisualsystemforcomputer,combiningvisualcognitionandthetheoryoftopologicalspacesforidentifythetargetquickly.Thisresearchworksinthethesisare:Firstofall,ExploringthemechanismofthehumaneyeprocessesVisualinformationfromapsychologicalperspective,asthereservesofrelevantknowledge.Secondly,theco

7、nnectivityintopologicalastheprimaryresearch.three-dimensionalcontourextractionusingICPalgorithmincombinationwithsnake,inthecaseoftopologicalpropertiesremainsunchanged,dimensionprojectiontothetwo-dimensionalplane.Thepoi