[發(fā)明專利]一種基于端到端學(xué)習(xí)的線特征描述系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911242520.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111027616B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉潔;霍占強(qiáng);劉紅敏;張一帆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科南京人工智能創(chuàng)新研究院;河南理工大學(xué);中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G06V10/75
• 分類號(hào): G06V10/75;G06V10/82;G06N3/0464;G06N3/08
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32360
• 代理人: 竇賢宇

1.一種基于端到端學(xué)習(xí)的線特征描述系統(tǒng)，其特征在于，包括圖像輸入模塊、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理模塊和直線子獲取模塊，通過(guò)對(duì)圖像信息的預(yù)處理，進(jìn)一步利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行再處理，獲得同時(shí)具有魯棒性和可區(qū)分性的直線描述子；

圖像輸入模塊，在獲取圖像信息后建立圖像數(shù)據(jù)集之后，首先檢測(cè)圖像中的直線，然后獲取圖像對(duì)中的正確匹配直線對(duì)，進(jìn)一步得到直線的支撐區(qū)域和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入圖像塊；

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)處理模塊，對(duì)輸入的圖像塊進(jìn)行預(yù)處理，完成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建之后，通過(guò)三組損失函數(shù)獲取新的網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，進(jìn)一步更新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)并迭代更新至指定的次數(shù)；

直線子獲取模塊，獲得輸入直線的描述子；

所述圖像輸入模塊，通過(guò)檢測(cè)圖像中的直線，獲取能夠正確匹配的直線對(duì)，進(jìn)一步獲取直線的支撐區(qū)域，進(jìn)而獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入圖像塊，具體步驟為：

步驟1、創(chuàng)建圖像數(shù)據(jù)集，收集不同場(chǎng)景下的圖像，將同一場(chǎng)景不同成像條件下的兩幅圖像構(gòu)成圖像對(duì)，輸入計(jì)算機(jī)；

步驟2、對(duì)于任一輸入圖像，利用現(xiàn)有直線檢測(cè)方法獲取圖像中的直線；

步驟3、獲取圖像對(duì)中的正確匹配直線對(duì)，具體包括：

步驟31、對(duì)于任一圖像對(duì)，利用現(xiàn)有直線匹配方法獲得圖像對(duì)中的直線匹配結(jié)果，剔除錯(cuò)誤匹配；

步驟32、獲得圖像對(duì)中的正確匹配直線對(duì){(L_j，L_j′)，j＝1，2，…，NL}，其中，L_j表示圖像對(duì)中第1幅圖像中正確匹配的第j條直線，L_j′表示圖像對(duì)中第2幅圖像中與L_j正確匹配的直線，NL為兩幅圖像直線匹配結(jié)果中正確匹配的直線對(duì)個(gè)數(shù)；

步驟4、獲取直線的支撐區(qū)域，具體包括：

步驟41、對(duì)于任一條由Num(L)個(gè)點(diǎn)組成的直線L，首先沿直線L的方向，將直線L的兩個(gè)端點(diǎn)分別向外延伸32個(gè)像素距離，得到直線L'；

步驟42、沿直線L的垂直方向，以直線L'上的各點(diǎn)為中心向兩側(cè)分別擴(kuò)展32個(gè)像素距離，從而得到大小為65×(Num(L)+64)的矩形區(qū)域，該矩形區(qū)域即為直線L的支撐區(qū)域；

步驟5、獲取神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入圖像塊，對(duì)于所述步驟4獲得的任一直線L的支撐區(qū)域，獲取支撐區(qū)域內(nèi)各像素點(diǎn)的值，得到直線L對(duì)應(yīng)的原始圖像塊AL，利用雙線性插值方法將AL調(diào)整為大小固定的圖像塊AL'，AL'就是輸入圖像塊，大小為65×128。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于端到端學(xué)習(xí)的線特征描述系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像輸入模塊在初始階段需要獲取相同場(chǎng)景在不同成像條件下的成像圖像，由于光照或者環(huán)境的變化，兩幅圖像會(huì)出現(xiàn)不同的基底噪聲效果、目標(biāo)移動(dòng)或者一定程度上的變形，保留基礎(chǔ)的特征場(chǎng)景。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于端到端學(xué)習(xí)的線特征描述系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像輸入模塊統(tǒng)一使用Hough直線檢測(cè)算法或者Freeman直線檢測(cè)算法獲取圖像中的直線。