[發明專利]一種klt角點檢測裝置及方法

在審

• 申請號: 201310688294.7
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN104715470A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 顧國華;楊陳晨;陳海欣;陸愷立;徐富元;錢惟賢;任侃
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種klt角點檢測裝置，其特征在于，包括圖像數據采集模塊、角點提取模塊、角點顯示模塊和角點數據傳輸模塊，其中圖像數據采集模塊包括CCD相機，角點提取模塊包括FPGA、視頻接口、網絡接口、存儲設備和控制按鍵，角點顯示模塊包括VGA電視，角點數據傳輸模塊包括接收設備；CCD相機接入視頻接口，視頻接口分別接入FPGA和存儲設備，存儲設備與FPGA相互連接，控制按鍵接入FPGA，FPGA的輸出端一方面接入VGA電視，另一方面通過網絡接口與接收設備相連；

圖像數據采集模塊對圖像進行采集并經緩存后輸入角點提取模塊，角點提取模塊對圖像進行處理提取出角點信息，一方面將角點信息輸入角點顯示模塊通過VGA電視顯示，另一方面將角點信息通過網絡接口輸入角點數據傳輸模塊的接收設備。

2.根據權利要求1所述的klt角點檢測裝置，其特征在于，所述角點提取模塊中的FPGA包括順次連接的高斯濾波模塊、梯度模塊、特征值模塊和局部最大值抑制模塊。

3.根據權利要求1所述的klt角點檢測裝置，其特征在于，所述FPGA為CycloneIVE系列芯片。

4.根據權利要求1所述的klt角點檢測裝置，其特征在于，所述存儲設備的存儲芯片為SDRAM。

5.一種klt角點檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將CCD相機采集到的原始圖像數據進行AD轉換后，在行場信號的作用下將原始圖像數據輸入存儲設備進行緩存，FPGA通過控制按鍵讀取帶有行場信號的圖像數據A；

步驟2，將帶有行場信號的圖像數據A通過高斯濾波模塊進行濾波，并將高斯濾波后的圖像數據重新恢復成帶有行場信號的圖像數據B；

步驟3，將高斯濾波后的帶有行場信號的圖像數據B進行梯度計算，分別得出水平方向和垂直方向的導數，并且將水平方向和垂直方向的導數恢復成帶有行場信號的圖像數據C；

步驟4，將帶有行場信號的圖像數據C輸入特征值模塊處理得到特征值，將特征值與給定閾值進行比較，通過局部最大值抑制模塊過濾掉聚集角點，輸出帶有行場信號的角點數據和高斯濾波數據原圖；

步驟5，將帶有行場信號的角點數據和高斯濾波數據原圖輸出到角點顯示模塊，根據VGA接口的顯示時序，顯示角點圖和原始圖像；

步驟6，將帶有行場信號的角點數據和高斯濾波數據原圖通過網絡接口輸出到角點數據傳輸模塊的接收設備，供后續模塊使用。

6.根據權利5所述的klt角點檢測方法，其特征在于，步驟4所述將帶有行場信號的圖像數據C輸入特征值模塊處理得到特征值，將特征值與給定閾值進行比較，通過局部最大值抑制模塊過濾掉聚集角點，具體為：

（4.1）將帶有行場信號的圖像數據C輸入特征值模塊，建立兩個維數相同的模板窗口，第一模板窗口讀取圖像數據C水平方向梯度I_x，第二模板窗口讀取圖像數據C垂直方向梯度I_y，當兩個模板窗口均填滿時，處理得到I_xx、I_yy、I_xy，公式如下：

I_xx＝ΣI_x*I_x

I_yy＝ΣI_y*I_y

I_xy＝ΣI_x*I_y

（4.2）根據I_xx、I_yy、I_xy處理得到特征值λ，公式為：

λ=Ixx+Iyy±Ixx2-2IxxIyy+Iyy2+4Ixy22]]>

（4.3）將上式所得兩個特征值中較大的一個輸入局部最大值抑制模塊，用第三模板窗口讀取特征值，將特征值與給定閾值λ_th進行比較，第三模板窗口中心寄存器的值為待比較的特征值λ_center，模板除中心以外的寄存器的值為被比較的特征值λ_i；

（4.4）通過局部最大值抑制模塊過濾掉聚集角點：

如果λ_center＞λ_i且λ_center＞λ_th，那么該點是所需要的角點；

如果λ_center＞λ_i且λ_center＜λ_th，那么該點不是所需要的角點；

如果λ_center＜λ_i，則直接舍去，不與λ_th比較，并且該點不是所需要的角點；

（4.5）將高斯原圖的數據和角點圖像分別存入緩沖存儲器，讀取緩沖存儲器中的高斯原圖的數據和角點圖像數據，恢復出行場信號以及配對的圖像數據，輸出帶有行場信號的角點數據和高斯濾波數據原圖。