物体形状部分视觉显著性度量及其应用

This project investigates a method to measure the salience of object shape parts. The object shape part and its visual salience are defined, and its three required properties, namely completeness, independence, and intuition, are given. By simplifying the part form, the part salience will be characterized as the maximum salience among the perceptual relevance triangles. By selecting and quantifying the influences of the geometric factors on the perceptual relevance triangle, the visual salience measure that satisfies the above three properties is expressed. By conducting the visual psychology experiments, the visual consistency of the proposed measure is verified. The proposed measure can be used for skeleton-based shape parsing, corner-based hand gesture recognition, and visual-based shape coding, thus providing a new tool to promote the development of fields related to computer vision, pattern recognition, and multimedia technology.

本项目研究物体形状部分的视觉显著性的度量方法。定义物体形状部分及其视觉显著性，给出其应满足的三个性质：完备性、独立性和直观性。通过简化部分形式，将部分视觉显著性度量表征为感知相关三角形视觉显著性的最大值。通过挑选和量化几何因素对感知相关三角形的影响，得到满足上述三个性质的视觉显著性度量的表达式。通过设计视觉心理学实验，验证提出度量的视觉一致性。提出度量可用于基于骨架的形状解析、基于角点的手势识别和基于视觉的形状编码，从而为推动计算机视觉、模式识别和多媒体技术等相关领域的发展提供一种新的工具。

视觉对象的形状可以被自然地分解为若干个部分。这种基于部分的表达方式被广泛地应用于物体的识别。由于每个部分的重要程度不一样，评估它们的视觉显著性引起了人们极大的兴趣。然而，现有的研宄大都集中于部分视觉显著性的定性分析。因为影响视觉显著度的因子很多，所以部分视觉显著性的定量分析仍然是一个具有挑战性的课题。. 本项目研究物体形状部分的视觉显著性的度量方法。主要研究内容包括：（1）物体形状部分视觉显著性度量理论研究，包括定义、计算、估计和评估方法，以及形状部分显著性与部分拓扑之间的关系；（2）物体形状部分视觉显著性度量应用，包括在形状分解、手势识别、图像增强、无线传感器网络覆盖与定位等方面的应用。. 主要研究成果包括：给出了物体形状部分视觉显著性度量的定义、计算和估计方法。通过巧妙设计的视觉心理学实验，验证了提出度量的视觉一致性。通过给出图的拓扑性质，为研究物体形状部分视觉显著性与部分拓扑之间的关系提供新的思路。. 将理论成果应用于形状分解，能大幅提升形状分解的视觉一致性并获得有竞争力的形状分类结果；将理论成果应用于手势识别，能大幅提升手势识别的抗噪性并获得优异的识别性能。此外，本项目还提出了基于直方图均衡的图像增强方法、无线传感器网络覆盖与定位方法等。