1、形狀是在圖像中普遍存在的一種高級(jí)視覺特征，可以用來表示目標(biāo)物的結(jié)構(gòu)和姿態(tài)，具有紋理信息所不具備的特點(diǎn)。形狀特征的提取是形狀分析和識(shí)別的基礎(chǔ)，尤其是在各種廣泛的幾何變換下（如平移、旋轉(zhuǎn)、仿射、射影等）保持不變的特征，對(duì)目標(biāo)識(shí)別、圖像檢索、圖像配準(zhǔn)、產(chǎn)品檢測(cè)、生物醫(yī)學(xué)工程等科學(xué)研究和工程技術(shù)領(lǐng)域都有著重要的意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文以代數(shù)、幾何上的不變量為基礎(chǔ)，通過距離約束、角度約束、相關(guān)位置約束等方式構(gòu)造相應(yīng)的形狀不變特征，重

2、點(diǎn)對(duì)仿射、射影變換下保持不變的幾何特征進(jìn)行了研究，并構(gòu)造了針對(duì)復(fù)雜形狀的形狀特征描述子，最后將相關(guān)方法擴(kuò)展到三維動(dòng)作曲線的識(shí)別中獲得了很好的效果。首先通過對(duì)現(xiàn)有的形狀特征描述符進(jìn)行分析對(duì)比，綜合特征描述符構(gòu)造的復(fù)雜度和形狀匹配過程中的效率兩方面因素，提出了一種基于度量信息的分段約束算法，與傳統(tǒng)的形狀上下文相比，本文的形狀特征計(jì)算簡(jiǎn)單，特征維度較低，對(duì)于形狀局部變形更穩(wěn)定，并且該方法適用于歐氏距離、三角形半徑、角度相關(guān)性等一系列能描述采樣

3、點(diǎn)之間關(guān)系的度量約束，具有一定的可擴(kuò)展性。其次對(duì)現(xiàn)有的仿射不變形狀特征的提取方法進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)特征比這一仿射不變量可以描述多個(gè)共線點(diǎn)之間的位置關(guān)系，本文以此為基礎(chǔ)，通過對(duì)形狀外輪廓進(jìn)行采樣，建立外輪廓與內(nèi)部結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，構(gòu)造了針對(duì)復(fù)雜平面形狀的仿射不變特征描述子。通過與現(xiàn)有的仿射不變特征描述子的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，證明了本文方法的穩(wěn)定性和有效性。對(duì)于具有相似結(jié)構(gòu)的復(fù)雜形狀和噪聲情況下的形狀識(shí)別，該方法也具有很好的區(qū)分效果。再次綜合分析了傳統(tǒng)的

4、形狀特征提取方法及基于射影不變量的特征提取方法各自的優(yōu)勢(shì)，構(gòu)造了一種層次化的射影不變特征描述符，將射影不變量和上下文類描述方法進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，將輪廓點(diǎn)由粗到精的進(jìn)行了描述。這種層次化的方法能夠表示形狀從整體到局部的信息，因而在保證射影不變的同時(shí)對(duì)同類形狀也有較好的區(qū)分效果。最后將人體關(guān)鍵點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡看成是一種空間曲線，通過特征數(shù)這一射影不變量構(gòu)造了對(duì)3D空間異面形狀的描述方法，用于解決多角度動(dòng)作序列的識(shí)別問題。本文分別提出了基于時(shí)間序列