[發明專利]一種彩色圖像的向量空間特征點提取方法及裝置

有效

• 申請號: 201310011884.6
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103077396A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 田文;徐漫濤;徐帆;高羽
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及計算機視覺和圖像理解技術領域，特別是涉及一種彩色圖像的向量空間特征點提取方法及裝置。

背景技術

隨著計算機視覺技術的飛速發展與廣泛應用，彩色圖像處理包括彩色圖像的處理、轉換和描述日益成為研究的熱點和難點。圖像中特征點的提取被認為是計算機視覺和模式識別領域最基礎也是最困難的問題；很多相關應用都把特征點提取作為一個基本步驟，包括全景圖拼接，多視圖重建，從視頻中提取對象(Video?Google)等等。Lowe提出的SIFT算法(ScaleInvariant?Feature?Transform，尺度不變特征變換)[Lowe?D?G.Distinctive?image?features?from?scale-invariant?keypoints.International?Journal?of?Computer?Vision，2004，60(2)：91-110.]是應用最廣泛也是輸出質量最好的算法[Mikolajczyk?K，Tuytelaars?T，Schmid?C.et?al.A?comparison?of?affine?region?detectors.International?Journal?of?Computer?Vision，2005，65(1/2)：43-72.]；SIFT算法是一種相似不變算法，在圖像經過尺度縮放和角度旋轉后仍然能夠提取穩定的特征。SIFT算法是一個基于灰度圖像的算法，而現在采集的圖像和視頻絕大多數都是彩色的；彩色圖像包含更多圖像形成的信息，因此對于特征點具有更強的辨別能力。如何運用色彩信息來提升特征提取的算法質量成為了近年來研究比較活躍的一個問題。一些運用色彩信息針對SIFT進行改良的算法陸續被提出，這些算法的貢獻在于提出了色彩不變量(Color?Invariant)的概念，通過改進SIFT特征描述子來提升算法在模式識別應用中的性能。

為了克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種彩色圖像的向量空間特征點提取方法及裝置，嘗試基于向量空間提出一種鄰域統計模型，通過鄰域統計模型可以快速的在多尺度下計算特征點的響應值，輸出高質量的特征點，是目前計算機視覺和圖像理解技術領域亟待解決的問題之一。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提出了一種彩色圖像的向量空間特征點提取方法及裝置，通過讀取需要處理的輸入彩色數字圖像，并對數字圖像進行色彩空間轉換，然后構建向量空間，接著在構建好的向量空間上對輸入圖像像素點進行鄰域統計特性分析以及通過統計特性分析結果計算每個像素點的響應值，最后提取響應值的極值像素點作為輸出特征點，本方案可有效提高特征點提取的穩定性與均勻性，輸出高質量的特征點。

為解決上述技術問題，本發明實施例的目的是通過以下技術方案實現的：

一種彩色圖像的向量空間特征點提取方法，包括：

步驟一、讀取需要處理的輸入彩色數字圖像；

步驟二、對數字圖像進行色彩空間轉換；

步驟三、構建向量空間；

步驟四、在構建好的向量空間上對輸入圖像像素點進行鄰域統計特性分析；

步驟五、通過統計特性分析結果計算每個像素點的響應值；

步驟六、提取響應值的極值像素點作為輸出特征點。

優選的，上述步驟一中，是從計算機磁盤或者通過網絡讀取需要處理的輸入彩色數字圖像到計算機內存。

優選的，上述步驟二中，是將數字圖像從輸入的色彩空間轉換到CIELAB色彩空間，可支持多種輸入色彩空間，包括但不限于RGB，sRGB，YUV，并且會將數字圖像從輸入的色彩空間轉換到CIELAB色彩空間。

優選的，上述步驟三中，是在CIELAB色彩空間上構建向量空間，并會將整個色彩空間進行劃分，構建高維的向量空間。

優選的，上述步驟四中，對輸入圖像像素點進行鄰域統計特性分析是基于向量空間計算，是在圖像像素點的指定鄰域內計算。

優選的，上述步驟五中，通過統計特性分析結果計算每個像素點的響應值時，可支持多尺度計算。

優選的，上述步驟六中，是根據計算響應值提取空間域的極值點；根據計算響應值提取尺度域的極值點。

一種彩色圖像的向量空間特征點提取裝置，包括讀取單元、轉換單元、構建單元、統計單元、計算單元以及提取單元，通過讀取需要處理的輸入彩色數字圖像，并對數字圖像進行色彩空間轉換，然后構建向量空間，接著在構建好的向量空間上對輸入圖像像素點進行鄰域統計特性分析以及通過統計特性分析結果計算每個像素點的響應值，最后提取響應值的極值像素點作為輸出特征點。