[發(fā)明專利]基于色相信息的快速BRIEF特征匹配方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310113458.7
• 申請(qǐng)日: 2023-02-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116188807A
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶杰;謝仕爍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06V10/46
• 分類號(hào): G06V10/46;G06V10/56;G06V10/74
• 代理公司: 佛山市禾才知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44379
• 代理人: 劉羽波

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于色相信息的快速BRIEF特征匹配方法及系統(tǒng)，所述方法包括：在圖像中標(biāo)記特征點(diǎn)，并提取所述特征點(diǎn)的色相特征，所述圖像包括第一圖像和第二圖像，所述色相特征包括色相值和角度特征；根據(jù)BRIEF特征提取算法，在所述第一圖像和所述第二圖像中提取所述特征點(diǎn)的圖像特征，所述圖像特征為BRIEF特征；根據(jù)所述色相特征和所述圖像特征，在所述第一圖像和所述第二圖像中進(jìn)行所述特征點(diǎn)的匹配，并輸出特征點(diǎn)匹配結(jié)果。本發(fā)明在圖像特征匹配過(guò)程中加入了圖像的色相信息進(jìn)行匹配運(yùn)算，特征不易受光照等信息的影響，具有更強(qiáng)的魯棒性，同時(shí)改進(jìn)了BRIEF算法的機(jī)制和搜索機(jī)制，提高了計(jì)算速度和匹配效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于色相信息的快速BRIEF特征匹配方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

色相就是色彩的相貌，常見(jiàn)的色彩空間有RGB色彩空間和HSV色彩空間，其中，HSV色彩空間將顏色分為3種通道的混合：色相、飽和度、明度。相對(duì)于RGB色彩空間，HSV色彩空間更符合人眼對(duì)事物的觀察，且色相通道不易受光照影響。

特征點(diǎn)法為圖像匹配領(lǐng)域較為常用的方法，該方法包含了3個(gè)部分：特征點(diǎn)提取、特征點(diǎn)特征描述、特征點(diǎn)匹配。其中，特征點(diǎn)法具有數(shù)據(jù)量小，運(yùn)算快等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)匹配2幅圖像的特征點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)相機(jī)位姿、3D坐標(biāo)點(diǎn)的估計(jì)等技術(shù)。

特征點(diǎn)配對(duì)需要通過(guò)常用的特征描述向量提取方法有SURF、BRIEF等方法，其中SURF方法計(jì)算量較大，而B(niǎo)RIEF方法雖然計(jì)算量小，但不包含旋轉(zhuǎn)信息。特征點(diǎn)配對(duì)常用的方法有BF法和FLANN法，由于特征點(diǎn)匹配所用的漢明距離為異或運(yùn)算，其值并不以線性分布，因此現(xiàn)有方法在匹配上運(yùn)算量較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)利用BRIEF方法進(jìn)行特征匹配和計(jì)算上缺少特征信息、計(jì)算量大的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種基于色相信息的快速BRIEF特征匹配方法，所述方法包括以下步驟：

S1、在圖像中標(biāo)記特征點(diǎn)，并提取所述特征點(diǎn)的色相特征，所述圖像包括第一圖像和第二圖像，所述色相特征包括色相值和角度特征；

S2、根據(jù)BRIEF特征提取算法，在所述第一圖像和所述第二圖像中提取所述特征點(diǎn)的圖像特征，所述圖像特征為BRIEF特征；

S3、根據(jù)所述色相特征和所述圖像特征，在所述第一圖像和所述第二圖像中進(jìn)行所述特征點(diǎn)的匹配，并輸出特征點(diǎn)匹配結(jié)果。

更進(jìn)一步地，步驟S1包括以下子步驟：

S11、在所述第一圖像中標(biāo)記所述特征點(diǎn)P，并對(duì)所述特征點(diǎn)P及預(yù)設(shè)范圍內(nèi)的像素進(jìn)行像素色相值h_i、位置向量v_i的采樣；

S12、構(gòu)建代表列數(shù)為3列的直方圖，并對(duì)所述特征點(diǎn)P的所述像素色相值h_i進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，其中，所述直方圖中每一所述代表列的列寬Δ_h為π/3，第i個(gè)所述代表列的統(tǒng)計(jì)范圍Area_i滿足：

Area_i＝Area_i-1+Δ_h，i1；

S13、根據(jù)所述直方圖中所有所述代表列的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，輸出所述統(tǒng)計(jì)范圍最大的一組所述像素色相值h_i和所述位置向量v_i，定義所述色相值為F_val，所述角度特征為θ，其分別滿足：

上式中，N為所述代表組中的包含的所述采樣點(diǎn)的數(shù)量；

S14、在所述第二圖像中根據(jù)步驟S11至S13的流程提取所述色相特征。