《視覺心理學原理啟發的二維形狀分解方法及其套用研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由羅磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：視覺心理學原理啟發的二維形狀分解方法及其套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：羅磊
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
形狀是物體最主要的視覺特徵，在其識別過程中起著關鍵的作用。視覺心理學研究表明人類視覺系統自動地對形狀進行分解，並用得到的視覺部件及它們之間的關係來描述形狀。形狀分解是模擬該視覺過程的重要步驟，然而其中一些關鍵科學問題尚待解決：模型缺少定量評估方法，視覺心理學知識套用不足，視覺部件之間的複雜關係難以描述。本項目從實現視覺心理學原理計算模型的角度出發，研究與人類視覺感知相符合的形狀分解方法，分為探索、綜合與套用三個階段：首先將極小值原則、捷徑原則、凸原則等視覺心理學原理轉化為可計算的模型或約束，同時利用心理學實驗統計數據建立形狀分解量化評估方法，對轉化模型進行反饋；然後融合上述模型和約束，建立統一的計算模型；最後結合目標識別等領域的具體套用，探索基於視覺部件的形狀層次化描述方法。項目的研究有助於提高人們對視覺感知過程的理解，並為圖像自動處理系統提供克服遮擋、局部形變、部分缺失等困難的新途徑。
結題摘要
形狀是物體最主要的視覺特徵，在其識別過程中起著關鍵的作用。視覺心理學研究表明人類視覺系統自動地對形狀進行分解，並用得到的視覺部件及它們之間的關係來描述形狀。形狀分解是模擬該視覺過程的重要步驟，然而從視覺心理學原理到可計算模型之間還有一些科學問題沒有解決，存在一道鴻溝。為了彌補這道鴻溝，本項目從形狀割的定義、極小值原則、捷徑原則等視覺心理學原理出發，提出對形狀分解視覺過程的4個觀察，形成可計算的形狀分解模型與約束。之後以捷徑原則為啟示，提出一種基於貪心策略的形狀分解方法，能夠將物體形狀分解為較符合人類感知的視覺部件。為了改變以前由人工對少數幾個形狀分類結果的主觀判斷來評測形狀分解算法性能的現狀，項目基於形狀分解心理學實驗，借鑑混合高斯模型的思想提出一種基於“割密度圖”的形狀分解量化評估方法，能夠更為客觀地評價算法性能。項目組在對形狀特徵深入研究的基礎上，將形狀約束套用到視覺跟蹤問題中，首次提出在目標跟蹤過程中利用“目標候選”動態地調整跟蹤目標尺度和寬高比，能夠極大提高跟蹤器對目標尺度和寬高比變化的適應能力。項目對形狀特徵的研究成果可套用於計算機視覺相關任務，同時對理解人類視覺過程的行為心理學研究也有一定借鑑價值。
