局部特征量提取装置、用于提取局部特征量的方法和程序制造方法及图纸

本发明专利技术减少特征量的大小，同时保持识别被写体的精度。局部特征量提取装置包括被配置成检测图像中的特征点的特征点检测单元、被配置成获取用于每个特征点的局部区域的局部区域获取单元、被配置成将每个局部区域分成多个子区域的子区域分割单元、被配置成对每个局部区域中的每个子区域，生成具有多个维度的特征向量的子区域特征向量生成单元，以及被配置成基于每个局部区域中的子区域之间的位置关系，从每个子区域中的特征向量选择维度，使得减小邻近子区域之间的相关性以及将所选择的维度的元素输出为局部区域的特征量的维度选择单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】局部特征量提取装置、用于提取局部特征量的方法
本专利技术涉及局部特征量提取装置、用于提取局部特征量的方法和程序。
技术介绍
已经提出了打算在存在拍摄大小或角度的变化或遮挡的情况下，鲁棒地识别图像中的被写体(object)的方案。这些方案涉及检测图像中的大量兴趣点(特征点)以及提取特征点的每一个周围的局部区域中的特征量(局部特征量)。作为典型的方案，专利文献1和非专利文献1公开了使用SIFT(规模不变特征变换)特征量的局部特征量提取装置。图31是示出使用SIFT特征量的局部特征量提取装置的一般配置的示例的图。此外，图32是示出图31中所示的局部特征量提取装置中的SIFT特征量的提取的图像的图。如图31所示，局部特征量提取装置包括特征点检测单元200、局部区域获取单元210、子区域分割单元220和子区域特征向量生成单元230。特征点检测单元200检测图像中的大量兴趣点(特征点)并且输出特征点的每一个的坐标位置、规模(大小)和定向。局部区域获取单元210基于所检测的特征点的每一个的坐标值、规模和定向，获取将从其提取特征量的局部区域。子区域分割单元220将局部区域分割成子区域。在图32所示的例子中，子区域分割单元220将局部区域分割成16个块(4×4个块)。子区域特征向量生成单元230针对局部区域的子区域的每一个，生成梯度定向直方图。具体地，子区域特征向量生成单元230针对每个子区域中的像素中的每一个计算梯度定向并且执行量化以获得8个方向。所确定的定向方向是相对于由特征点检测单元200输出的特征点的定向的方向。即，定向方向是相对于由特征点检测单元200输出的定向所规范化的方向。然后，子区域特征向量生成单元230合计每个子区域的量化的8个定向的频率以生成梯度定向直方图。由此，针对每个特征点生成的16个块×8个定向的梯度定向直方图被输出为128维度的局部特征量。现有技术文献专利文献1：U.S.专利No.6711293非专利文献1：DavidG.Lowe,"Distinctiveimagefeaturesfromscale-invariantkeypoints",(U.S.),InternationalJournalofComputerVision,60(2),2004,p.91-110
技术实现思路
本专利技术要解决的问题上述局部特征量不利地具有增加的大小。例如，为了以1字节表示每一维度中的直方图值，SIFT特征量需要128维度×1字节的大小。当使用局部特征量来使图像彼此匹配(匹配)时，由此增加的局部特征量的大小可能产生问题。例如，当用户终端(例如具有照相机的便携式终端)从图像中提取局部特征量，并且将局部特征量传送到服务器，以便于搜索与已经从其提取了局部特征量的图像类似的图像时，大的局部特征量的大小使通信时间增加。这增加了直至获得图像搜索的结果为止的时间量。此外，当基于局部特征量使图像彼此匹配时，大的局部特征量的大小使处理时间增加。此外，在使用局部特征量的图像搜索中，将图像中的局部特征量存储在存储器中。然而，大的局部特征量的大小减小可以在存储器上存储其局部特征量的图像的数目。因此，使用局部特征量不适合于预期用于大量图像的大规模图像搜索。由此，本专利技术的目的是减小特征量的大小，同时保持被写体识别的精度。对问题的解决方案根据本专利技术的一方面的局部特征量提取装置包括检测图像中的特征点的特征点检测单元、获取针对各个特征点的局部区域的局部区域获取单元、将各个局部区域分割成多个子区域的子区域分割单元、针对各个局部区域中的子区域中的每一个生成具有多个维度的特征向量的子区域特征向量生成单元、以及基于各个局部区域中的子区域的位置关系来从各个子区域中的特征向量中选择维度以便于减少邻近子区域中的特征向量之间的相关性并且将所选择的维度的元素作为局部区域的特征量进行输出的维度选择单元。此外，在根据本专利技术的一方面的用于提取局部特征量的方法中，计算机检测图像中的特征点，获取针对各个特征点的局部区域，将各个局部区域分割成多个子区域，针对各个局部区域中的子区域中的每一个生成具有多个维度的特征向量，以及基于各个局部区域中的子区域中的位置关系来从各个子区域中的特征向量中选择维度以便于减小邻近子区域中的特征向量之间的相关性，并且将所选择的维度的元素作为局部地区的特征量进行输出。此外，根据本专利技术的一方面的程序允许计算机实现检测图像中的特征点的功能，获取针对各个特征点的局部区域的功能，将各个局部地区分割成多个子区域的功能，针对各个局部区域中的子区域中的每一个生成具有多个维度的特征向量的功能，以及基于各个局部区域中的子区域中的位置关系来从各个子区域的特征向量中选择维度以便于减小邻近子区域中的特征向量之间的相关性，并且将所选择的维度的元素作为局部地区的特征量进行输出的功能。根据本专利技术，“单元”不是简单的是物理装置，而是包括通过软件实现“单元”的功能。此外，一个“单元”或装置的功能可以由两个或以上物理装置或设备实现或两个或以上“单元”或设备的功能可以由一个物理装置或设备实现。本专利技术的效果本专利技术可以在保持被写体识别的精度的情况下减小特征量的大小。附图说明图1是示出作为本专利技术的第一实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图2是示出从128维的特征向量中选择维度的例子的图。图3是示出维度选择的其他例子的图。图4是示出用于维度的选择的优先次序的例子的图。图5是示出150维中的特征向量的元素的编号的图。图6是示出150维中的特征向量的元素的编号的另一例子的图。图7是示出根据优先次序，局部特征量输出的配置的例子的图。图8A和8B是示出用于维度的选择的优先次序的例子的图。图9A和9B是示出用于维度的选择的优先次序的另一例子的图。图10是示出圆形局部区域的例子的图。图11是示出用于圆形局部区域的维度选择的例子的图。图12是示出局部特征量提取装置中的处理的例子的流程图。图13是示出根据本专利技术的第二实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图14是示出根据本专利技术的第三实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图15是示出将梯度定向直方图中的维度量化为二进制的例子的图。图16是示出根据本专利技术的第四实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图17是示出根据本专利技术的第五实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图18是示出特征向量的扩展的例子的图。图19是示出特征向量的扩展的例子的图。图20是示出使用不同于由后级维度选择单元选择的维度的维度的梯度定向直方图的扩展的例子的图。图21是示出用于维度的选择的优先次序的另一例子的图。图22是示出根据优先次序的局部特征量输出的配置例子的图。图23是示出用于维度的选择的优先次序的另一例子的图。图24是示出根据优先次序的局部特征量输出的配置例子的图。图25是示出根据本专利技术的第六实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图26是示出根据本专利技术的第七实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图27是示出根据本专利技术的第八实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图28是示出根据本专利技术的第九实施例的局部特征量提取装置的配置的图。图29是示出可应用局部特征量提取装置的匹配系统的例子的图。图30是示出在匹配装置中，使用局部特征量匹配的例子的图。图31是示出使用SIFT特征量的局部特征量提取装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部特征量提取装置，包括：特征点检测单元，所述特征点检测单元被配置成检测图像中的特征点；第一局部区域获取单元，所述第一局部区域获取单元被配置成获取针对各个特征点的局部区域；第一子区域分割单元，所述第一子区域分割单元被配置成将各个局部区域分割成多个子区域；第一子区域特征向量生成单元，所述第一子区域特征向量生成单元被配置成针对各个局部区域中的子区域中的每一个生成具有多个维度的特征向量；以及维度选择单元，所述维度选择单元被配置成基于各个局部区域中的子区域之间的位置关系来从每个子区域中的特征向量选择使得减小邻近子区域之间的相关性的维度，并且将所选择的维度的元素作为局部区域的特征量进行输出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 JP 2011-2532571.一种局部特征量提取装置，包括：特征点检测单元，所述特征点检测单元被配置成检测图像中的特征点；第一局部区域获取单元，所述第一局部区域获取单元被配置成获取针对各个特征点的局部区域；第一子区域分割单元，所述第一子区域分割单元被配置成将各个局部区域分割成多个子区域；第一子区域特征向量生成单元，所述第一子区域特征向量生成单元被配置成针对各个局部区域中的子区域中的每一个生成具有多个维度的特征向量；以及维度选择单元，所述维度选择单元被配置成基于各个局部区域中的子区域之间的位置关系来从每个子区域中的特征向量选择使得减小邻近子区域之间的相关性的维度，并且将所选择的维度的元素作为局部区域的特征量进行输出，其中，所述维度选择单元被配置成以使得相邻子区域在所选择的维度的至少一个中彼此不同的方式来从所述特征向量选择维度。2.根据权利要求1所述的局部特征量提取装置，其中，所述维度选择单元被配置成根据用于从局部区域的多个子区域中的特征向量中选择维度的选择顺序，来从所述特征向量选择维度。3.根据权利要求2所述的局部特征量提取装置，其中，所述维度选择单元被配置成将按根据所述选择顺序选择的维度的顺序所选择的维度的元素作为局部区域的特征量进行输出。4.根据权利要求1所述的局部特征量提取装置，进一步包括维度数目确定单元，所述维度数目确定单元被配置成确定由所述维度选择单元所选择的维度数目，其中，所述维度选择单元被配置成以使得局部区域的特征量的维度数目等于所确定的维度数目的方式来从所述特征向量选择维度。5.根据权利要求4所述的局部特征量提取装置，其中，所述维度数目确定单元被配置成根据所检测的特征点的数目，确定针对各个特征点的局部区域的特征量所选择的维度数目。6.根据权利要求4所述的局部特征量提取装置，其中，所述维度数目确定单元被配置成基于指示各个特征点的重要性的信息来确定针对各个特征点的局部区域的特征量所选择的维度数目。7.根据权利要求1至6的任何一项所述的局部特征量提取装置，进一步包括配置成量化每个子区域中的所述特征向量的量化单元，其中，所述维度选择单元被配置成从所量化的特征向量选择维度。8.根据权利要求1至6中的任何一项所述的局部特征量提取装置，进一步包括配置成量化所述局部区域的特征量的量化单元。9.根据权利要求1至6中的任何一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩元浩太，间濑亮太，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP