[發(fā)明專利]數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010154823.1
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN101819636A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王志衡;劉紅敏;鄧超;賈宗璞;楊瑩麗
• 申請（專利權(quán)）人: 河南理工大學
• 主分類號: G06K9/64
• 分類號: G06K9/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機視覺中的圖像特征自動匹配領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)字 圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法。

背景技術(shù)

特征匹配技術(shù)在圖像檢索、物體識別、視頻跟蹤以及增強現(xiàn)實等諸多領(lǐng) 域有著重要應(yīng)用。近些年來，以尺度不變特征變換(Scale?Invariant?Feature Transform，簡稱SIFT)技術(shù)的提出為標志，圖像特征點自動匹配技術(shù)取得 了較大進展；以最大穩(wěn)定極值區(qū)域(Maximally?Stable?Extremal?Regions，簡 稱MSER)技術(shù)為標志，圖像特征區(qū)域自動檢測技術(shù)也取得了較大進展。但 是，如何匹配諸如MSER區(qū)域這類具有不規(guī)則形狀的區(qū)域，是目前亟需解決 的重要問題。

目前已有方法主要采用形狀擬合的方式解決不規(guī)則區(qū)域的匹配問題：首 先將不規(guī)則區(qū)域的形狀擬合為規(guī)則形狀，如橢圓、平行四邊形等；然后在規(guī) 則形狀上構(gòu)造區(qū)域描述子；最后利用區(qū)域描述子進行區(qū)域匹配。在對MSER 區(qū)域進行匹配時，首先將原始不規(guī)則的MSER區(qū)域擬合為橢圓，然后使用 SIFT描述子進行匹配。

但是，將不規(guī)則區(qū)域的形狀擬合為規(guī)則形狀的過程會產(chǎn)生擬合誤差，導(dǎo) 致匹配的準確性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配問題，目的是提供一 種具有更高準確性的數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法。

為實現(xiàn)本目的，本發(fā)明提供了一種數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方 法包括以下步驟：

步驟S1：采集圖像并輸入計算機；

步驟S2：利用不規(guī)則區(qū)域提取方法提取圖像中的不規(guī)則區(qū)域；

步驟S3：通過計算所述不規(guī)則區(qū)域內(nèi)各點的平均梯度方向確定所述不規(guī)則 區(qū)域的主方向dMain；

步驟S4：通過計算各點的不對稱性確定所述不規(guī)則區(qū)域的最大對稱位置P；

步驟S5：以所述最大對稱位置為中心，以所述主方向為起始方向，確定所 述不規(guī)則區(qū)域的鄰域；

步驟S6：將所述不規(guī)則區(qū)域的鄰域從里到外劃分為三層，并將每層進一步 沿圓周方向劃分為至少一個子區(qū)域；

步驟S7：利用梯度內(nèi)積與外積運算構(gòu)造所述不規(guī)則區(qū)域的匹配描述子；

步驟S8：通過計算所得描述子之間歐式距離并利用雙向匹配準則計算所述 不規(guī)則區(qū)域之間的相似性，進行區(qū)域匹配并輸出匹配結(jié)果。

本發(fā)明提供的數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法，沒有將不規(guī)則區(qū)域的 形狀擬合為規(guī)則形狀，而是將不規(guī)則區(qū)域的鄰域從里到外劃分為三層，并將每 層進一步沿圓周方向劃分為至少一個子區(qū)域，利用梯度內(nèi)積與外積運算構(gòu)造所 述不規(guī)則區(qū)域的匹配描述子，通過計算所得描述子之間歐式距離并利用雙向匹 配準則計算所述不規(guī)則區(qū)域之間的相似性，進行區(qū)域匹配，所以不會引入由于 將不規(guī)則區(qū)域擬合為規(guī)則形狀而帶來的誤差；并且在其他的步驟中也不會有顯 著的誤差引入，所以相對于現(xiàn)有的不規(guī)則區(qū)域匹配方法，本發(fā)明具有更高的準 確性。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法的流程圖；

圖2所示為本發(fā)明步驟S5中確定的不規(guī)則區(qū)域的鄰域的示意圖；

圖3所示為本發(fā)明步驟S6中分層并進行其區(qū)域劃分的示意圖。

具體實施方式

如圖1所示為本發(fā)明數(shù)字圖像中不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法的流程圖。 本發(fā)明提供的不規(guī)則區(qū)域自動匹配方法主要步驟包括：采集圖像并輸入計 算機、提取圖像中的不規(guī)則區(qū)域、計算不規(guī)則區(qū)域的主方向d_Main、計算不 規(guī)則區(qū)域的最大對稱位置P、確定不規(guī)則區(qū)域的鄰域、對鄰域進行子區(qū)域 劃分、構(gòu)造匹配描述子、匹配并輸出結(jié)果。

各步驟的具體實施細節(jié)如下：

步驟S1：采集圖像并輸入計算機。可以利用數(shù)碼相機拍攝同一場景不 同視角下的兩幅或多幅圖像，輸入計算機。

步驟S2：提取圖像中的不規(guī)則區(qū)域。具體地可以利用MSER等各種不 規(guī)則區(qū)域提取方法提取圖像中的不規(guī)則區(qū)域。

步驟S3：通過計算不規(guī)則區(qū)域內(nèi)各點的平均梯度方向確定不規(guī)則區(qū)域的主 方向d_Main。