[發明專利]一種快速局部不變特征提取與描述方法

有效

• 申請號: 201710579415.2
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107358244B
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 向北海
• 申請（專利權）人: 湖南優象科技有限公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 陸薇薇

1.一種快速局部不變特征提取與描述方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：通過分塊FAST角點檢測算法計算特征點集合；

S1.1，記需要進行特征提取和描述的彩色RGB圖像為P(x,y,z)，將圖像P(x,y,z)均勻的分塊，獲得N個子圖像，每個子圖像大小為21×21，記為{P₁(x,y,z),…,P_N(x,y,z)}；

S1.2，在每個子圖像中使用FAST角點檢測算法進行特征點檢測，在圖像P(x,y,z)的每個子圖像中獲得一個特征點，得到圖像P(x,y,z)所有子圖像的特征點集合為{(x₁,y₁),…,(x_N,y_N)}；

S2：對特征點進行特征描述，將顏色比對的結果分成五類，每個特征點獲得一個特征向量；

S2.1，對于特征點集合{(x₁,y₁),…,(x_N,y_N)}中的各特征點(x_n,y_n)；以特征點(x_n,y_n)為中心，在RGB圖像P(x,y,z)中選擇該特征點(x_n,y_n)周圍的8個像素點{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}作為該特征點(x_n,y_n)對應的區域，獲得特征點(x_n,y_n)在顏色空間R下的一個長度為五的特征向量{RT1,…,RT5}，方法如下：

以特征點(x_n,y_n)的在顏色空間R的取值P(x_n,y_n,1)為對比閾值，然后進行第一個模式比對：

其中m∈{1,2,…,8}表示像素點順序號，P(x^m,y^m,1)表示點(x^m,y^m)的在顏色空間R的取值，th1表示第一個差異閾值，r1(m)表示像素點(x^m,y^m)在第一個模式下的編碼；

最終8個像素點{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}會獲得一個8位的二進制數{r1(1),r1(2),…,r1(8)}，將其轉化為十進制數所得的值即為特征點(x_n,y_n)的在第一個模式下的特征值，記為RT1；

接下來進行第二個模式的比對：

其中th2表示第二個差異閾值，r2(m)表示像素點(x^m,y^m)在第二個模式下的編碼；

最終8個像素點{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}會獲得一個8位的二進制數{r2(1),r2(2),…,r2(8)}，將其轉化為十進制數所得的值即為特征點(x_n,y_n)的在第二個模式下的特征值，記為RT2；

進行第三個模式的比對：

其中r3(m)表示像素點(x^m,y^m)在第三個模式下的編碼；

最終8個像素點{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}會獲得一個8位的二進制數{r3(1),r3(2),…,r3(8)}，將其轉化為十進制數所得的值即為特征點(x_n,y_n)的在第三個模式下的特征值，記為RT3；

進行第四個模式的比對：

其中r4(m)表示像素點(x^m,y^m)在第四個模式下的編碼；

最終8個像素點{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}會獲得一個8位的二進制數{r4(1),r4(2),…,r4(8)}，將其轉化為十進制數所得的值即為特征點(x_n,y_n)的在第四個模式下的特征值，記為RT4；

進行第五個模式的比對：

其中r5(m)表示像素點(x^m,y^m)在第五個模式下的編碼；

最終8個像素點{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}會獲得一個8位的二進制數{r5(1),r5(2),…,r5(8)}，將其轉化為十進制數所得的值即為特征點(x_n,y_n)的在第五個模式下的特征值，記為RT5；

經過上述方法，特征點(x_n,y_n)在顏色空間R下一共得到一個長度為五的特征向量{RT1,…,RT5}；

S2.2，采用S2.1中相同的方法，獲得特征點(x_n,y_n)在顏色空間G下的一個長度為五的特征向量{GT1,…,GT5}；

S2.3，采用S2.1中相同的方法，獲得特征點(x_n,y_n)在顏色空間B下的一個長度為五的特征向量{BT1,…,BT5}；

S2.4，將特征向量{RT1,…,RT5}，特征向量{GT1,…,GT5}以及特征向量{BT1,…,BT5}進行順序連接，特征點(x_n,y_n)最終獲得一個長度為15的特征向量{RT1,…,RT5,GT1,…,GT5,BT1,…,BT5}；至此，完成對特征點(x_n,y_n)特征描述；

S2.5，對特征點集合{(x₁,y₁),…,(x_N,y_N)}中的所有的特征點，都按照S2.1至S2.4中的方法進行處理，獲得各自的特征向量，即完成特征描述。