[發明專利]圓周二進制特征的提取與匹配搜索方法

有效

• 申請號: 201711202580.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN109840525B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 楊東升;張展;廉夢佳
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司
• 主分類號: G06V10/46
• 分類號: G06V10/46;G06V10/75;G06T7/73;G06F16/583
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.圓周二進制特征提取與匹配搜索方法，其特征在于，包括以下步驟：

建立人眼成像模型階段：以設定尺寸比例使用高斯模糊算法，建立尺度空間以及高斯圖像金字塔，用于模擬人眼成像模型；

檢測特征點并確定特征點方向：檢測圖像金子塔中每幅圖像的特征點；以FAST檢測到的特征點C為圓心計算圓周點，圓半徑r屬于[1,n]；以特征點C為圓心，以半徑為n的最大圓以內所有像素點的亮度重心被用于計算特征方向；

坐標轉換：把最大圓以內所有像素點坐標轉到特征點方向上得到旋轉坐標；再計算所有旋轉后的圓周點的插值灰度；

提取圓周二進制特征：對于每個半徑為r的圓，通過依次比較旋轉后的圓周點的插值灰度，直到把圓周上的點遍歷結束，計算得到圓周二進制字符串，并進行鏡像不變處理，整合得到圓周二進制特征；

快速計算位圖算法：快速計算兩幅圖像的圓周二進制特征對應的位圖；

位圖局部敏感哈希算法：將源圖像的每個二進制特征的位圖或部分位圖，作為關鍵字，將關鍵字與二進制特征的ID作為映射，存入哈希表；

優化查詢算法：對目標圖像的關鍵字，使用位集對哈希表中匹配二進制特征進行優化查詢；

特征匹配判斷：根據源圖像的關鍵字相應的二進制特征與目標圖像的關鍵字映射的ID相應二進制特征，二者的漢明距離，判斷二者是否匹配。

2.根據權利要求1所述的圓周二進制特征提取與匹配搜索方法，其特征在于，所述提取圓周二進制特征包括以下步驟：

對于每個半徑為r的圓，通過依次比較旋轉后的圓周點的插值灰度，直到把圓周上的點遍歷結束，計算得到圓周二進制字符串，并進行鏡像不變處理，整合得到圓周二進制特征

中心畫圓算法得到的圓周點旋轉到特征點方向，圓周二進制字符串的計算從圓心C的正上方開始，沿著圓周順時針將圓周點依次編號，相應點的插值灰度為I_i，對應的二進制字符為S_i；當i11時，S_i計算公式為

當i＝11時，將I₁₁與I₀比較，即

對源圖像二進制字符串S、源圖像的水平鏡像圖像二進制字符串S_h、源圖像的垂直鏡像圖像二進制字符串S_v和源圖像的水平垂直鏡像圖像二進制字符串S_t逆序取反，得到的字符串分別為S′、S′_h、S′_v和S′_t；

S、S_h、S_v和S_t分別和各自逆反字符串S′、S′_h、S′_v和S′_t按位或，所得字符串的前半部分與后半部分按位與，獲得某個圓的二進制字符串；

將所有圓的字符串按半徑大小依次連接，得到圓周二進制特征，以無符號字符型保存。

3.根據權利要求1所述的圓周二進制特征提取與匹配搜索方法，其特征在于，所述快速計算位圖算法包括以下步驟：

首先從一個無符號字符型數中選取5bit，組成一個5bit的無符號類型的數F_i，則長度為32個無符號字符類型的圓周二進制特征，得到32個F_i；將F_i按照圓周二進制特征中對應無符號類型數的排序，依次編號為1到32，則每個圓周二進制特征對應的記錄為F＝F₁F₂…F₃₂；F_i屬于[0,31]；

然后，計算位圖，記錄F_i為0至31，都有一個對應的位向量設為B_i，將位向量B_i轉化為32bit無符號整形數，存儲于內存中；

最后，將近鄰記錄的位向量，按位或得到目標位向量作為圓周二進制特征的位圖。