[發明專利]一種低維方向梯度直方圖特征的提取方法

有效

• 申請號: 201710147660.6
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106934403B
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 傅紅普;鄒北驥;劉晴
• 申請（專利權）人: 湖南第一師范學院;中南大學
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06T5/40;G06T3/40;G06T5/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 龔燕妮

本發明公開了一種低維方向梯度直方圖特征的提取方法，包括如下步驟：步驟1，計算整幅圖像或者圖像窗口中每個像素的梯度；步驟2，對圖像窗口進行區域劃分；步驟3，對塊區域及其緊鄰細胞區域中像素的梯度值在細胞區域之間進行位置線性插值；步驟4，計算細胞區域的方向梯度直方圖；步驟5，計算塊區域的方向梯度直方圖；步驟6，計算圖像窗口的方向梯度直方圖特征。通過將減弱區域量化走樣的措施由塊區域重疊替換為將塊區域之外緊鄰的細胞區域納入位置線性插值范圍，該方法取消了塊區域部分重疊，能提取出維度低得多的方向梯度直方圖HOG特征。通過塊內塊外不同權重的高斯平滑，進一步減弱了區域量化走樣。

技術領域

本發明屬于計算機視覺領域，特別涉及一種低維方向梯度直方圖特征的提取方法。

背景技術

文獻1(Dalal,N and Bill Triggs,B.Histograms of oriented gradients forhuman detection.CVPR2005:886-893.)中記載了使用方向梯度直方圖特征(histogramsof oriented gradients,HOG)的技術。至少因為以下三個原因，方向梯度直方圖在計算機視覺領域頗受關注。首先，“視覺相似性”可以通過方向梯度直方圖的余弦距離度量；其次，它是人類視覺相似性的合適模型，其中使用的基礎信息是像素梯度而不是像素強度，對全局對比度比較魯棒；第三，文獻1所述方法梯度方向和細胞區域位置上的三線性插值以及塊區域部分重疊措施極大消除了量化走樣。

方向梯度直方圖被應用到了各種對象類的檢測和識別上，包括剛體如汽車等和可形變體如人、鳥、馬等。在圖像檢索、圖像內容理解、圖像和場景分類等其他應用中方向梯度直方圖也得到了廣泛應用。近些年，在目標檢測領域獲得最好性能的工作都采用了方向梯度直方圖特征或者類似的特征。

為降低后續應用的計算量，對方向梯度直方圖特征進行降維是一個很重要的工作。針對某些目標檢測問題，Felzenszwalb等在文獻2(Felzenszwalb P F,Girshick R B,McAllester D,et al.Object detection with discriminatively trained part-basedmodels.IEEE transactions on pattern analysis and machine intelligence,2010,32(9):1627-1645.)中對塊區域維度為36的方向梯度直方圖進行主成分分析，再利用點積運算將塊區域的方向梯度直方圖的維度由36降為13。針對特定應用，文獻3(Dang L,Bui B,Vop D,et al,Improved HOG Descriptors.ICKSE2011:186-189.)的工作通過略去檢測圖像窗口中信息量較少區域的特征來減少方向梯度直方圖的維度。

但是，現有降維技術對特定應用的先驗知識具有依賴性，并且一般也需要增加額外的計算負荷來進行降維。

發明內容

本發明提供了一種低維方向梯度直方圖特征的提取方法，其目的在于，通過擴大參與塊區域內細胞區域位置線性插值的像素范圍到塊的緊鄰細胞區域，以及為塊內塊外像素采用不同高斯權重進行平滑處理，取消了提取圖像窗口方向梯度直方圖特征時的塊區域部分重疊，以不增加計算負荷方式實現了不針對特定應用的特征降維。

一種低維方向梯度直方圖特征的提取方法，包括以下步驟：

步驟1：對待提取直方圖的圖像窗口中的每個像素進行像素梯度計算；

步驟2：對待提取直方圖的圖像窗口進行區域劃分；

將待提取直方圖的尺寸為w*h的圖像窗口劃分成多個邊長為b的塊區域，并對每個塊區域劃分成多個邊長為c的細胞區域；

劃分的塊區域和細胞區域均不存在重疊部分；