[發(fā)明專(zhuān)利]基于梯度直方圖編碼圖像描述符的圖像處理裝置和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910738846.8
• 申請(qǐng)日: 2014-07-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110365979A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·帕斯徹拉克斯
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新運(yùn)全球有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H04N19/14
• 分類(lèi)號(hào): H04N19/14;H04N19/90;G06K9/46;H04N19/30;H04N19/40
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 周磊

本公開(kāi)涉及基于梯度直方圖編碼圖像描述符的圖像處理裝置和方法。描述了用于基于梯度直方圖(hp)將圖像描述符(H)編碼為包括變換后的子描述符(vp)的變換后的描述符(V)的方法，其中每個(gè)梯度直方圖(hp)包括多個(gè)直方圖區(qū)間(hi)并且每個(gè)子描述符(vp)包括一組值(vj)，其特征在于所述子描述符(vp)是根據(jù)元素利用次序列表生成的，所述元素利用次序列表指定所述一組子描述符(vp)的子描述符索引(p)和所述一組值(vj)的元素索引(j)。

本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年7月16日、申請(qǐng)?zhí)枮?01480041502.7、題為“用于基于梯度直方圖編碼圖像描述符的圖像處理裝置和方法”的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于高效地編碼、轉(zhuǎn)碼、解碼和處理在圖像感興趣關(guān)鍵點(diǎn)周?chē)木植繀^(qū)域中計(jì)算出的圖像描述符的方法，并且涉及包括用于編碼、轉(zhuǎn)碼、解碼和處理這種描述符的部件的圖像處理設(shè)備。

背景技術(shù)

這種圖像描述符已經(jīng)在許多計(jì)算機(jī)視覺(jué)應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了廣泛的適用性，這些應(yīng)用包括對(duì)象識(shí)別、基于內(nèi)容的圖像檢索和圖像配準(zhǔn)，僅舉幾例。

對(duì)這種描述符進(jìn)行編碼的現(xiàn)有方法呈現(xiàn)出某些缺點(diǎn)。

例如，現(xiàn)有的編碼方法產(chǎn)生這樣的描述符，它們需要解析整個(gè)描述符來(lái)執(zhí)行轉(zhuǎn)碼，借此給定描述符長(zhǎng)度的描述符被轉(zhuǎn)換為不同描述符長(zhǎng)度的描述符，或者它們需要解析整個(gè)描述符來(lái)執(zhí)行不同長(zhǎng)度的描述符的解碼和比較。

作為另一個(gè)例子，現(xiàn)有的編碼方法就編碼復(fù)雜性而言是低效的，因?yàn)樗鼈兒雎粤水a(chǎn)生變長(zhǎng)圖像描述符所需的操作中的共性和冗余。

由本申請(qǐng)人自己提交的尚未公布的意大利專(zhuān)利申請(qǐng)No.TO2012A000602描述了局部圖像描述符的編碼，借此基于梯度直方圖的變換從采用所述梯度直方圖的圖像描述符計(jì)算健壯、可區(qū)分、可擴(kuò)展且緊湊的圖像描述符，其中所述變換捕獲包含在梯度直方圖中的顯著且健壯的信息，這些信息是梯度直方圖的區(qū)間(bin)值之間的關(guān)系和分布的形狀的形式的。

在所述尚未發(fā)表的意大利專(zhuān)利申請(qǐng)中，公開(kāi)了所述描述符的編碼方法，其就產(chǎn)生容易擴(kuò)展的位流而言比現(xiàn)有技術(shù)方法更高效。

這種描述符在以上提到的尚未發(fā)表的意大利專(zhuān)利申請(qǐng)No.TO2012A000602中公開(kāi)，該申請(qǐng)公開(kāi)了基于梯度直方圖的變換從采用所述梯度直方圖的圖像描述符計(jì)算健壯、可區(qū)分、可擴(kuò)展且緊湊的圖像描述符，其中所述變換捕獲包含在梯度直方圖中的顯著且健壯的信息，這些信息是梯度直方圖的區(qū)間值之間的關(guān)系和分布的形狀的形式的。

根據(jù)尚未發(fā)表的意大利專(zhuān)利申請(qǐng)No.TO2012A000602的從采用梯度直方圖的圖像描述符(尤其是SIFT圖像描述符)計(jì)算健壯、可區(qū)分、可擴(kuò)展且緊湊的圖像描述符的重要方面在下文進(jìn)行描述。

簡(jiǎn)要地說(shuō)，利用SIFT方法，局部圖像描述符是如下形成的：首先，執(zhí)行跨多個(gè)圖像尺度和位置的搜索，以識(shí)別和定位對(duì)尺度和朝向不變的穩(wěn)定的圖像關(guān)鍵點(diǎn)；接著，對(duì)每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，基于局部圖像梯度確定一個(gè)或多個(gè)主導(dǎo)朝向，從而允許后續(xù)的局部描述符計(jì)算相對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的分配的朝向、尺度和位置來(lái)執(zhí)行，因此實(shí)現(xiàn)這些變換的不變性。接著，關(guān)鍵點(diǎn)周?chē)木植繄D像描述符如下形成：首先，在關(guān)鍵點(diǎn)周?chē)膮^(qū)域中的圖像樣本點(diǎn)處計(jì)算梯度量值和朝向信息；接著，這些樣本被累積到總結(jié)n×n個(gè)子區(qū)域上的內(nèi)容的朝向直方圖中。

僅僅作為說(shuō)明，SIFT關(guān)鍵點(diǎn)描述符的例子在圖1a和1b中示出，其中圖1a示出了將局部區(qū)域R細(xì)分成4×4子區(qū)域SR，并且圖1b示出了對(duì)于每個(gè)朝向直方圖將360°朝向范圍細(xì)分成八個(gè)區(qū)間，其中每個(gè)箭頭的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)于該直方圖條目的量值。因此，如圖1中所示的局部圖像描述符具有4x4x8＝128個(gè)元素。SIFT技術(shù)的更多細(xì)節(jié)可以在InternationalJournal of Computer Vision,60,2(2004),pp.91-110由David G.Lowe所寫(xiě)的“Distinctive image features from scale-invariant keypoints”中找到。