特征点提取装置及方法和利用其的图像匹配系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种特征点提取装置及方法和利用其的图像匹配系统。根据本发明专利技术的一实施例的特征点提取装置用于提取对图像变化稳健的特征点，且包括：特征点提取单元，在图像作为特征点候选位置提取边角区域，在所述特征点候选位置提取特征点；及特征点后处理单元，生成所述提取的特征点的特征点描述符。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及图像处理技术，更具体地，涉及一种用于从图像提取特征点的特征点提取装置及方法和利用其的用于分析内容在线流通情况的图像匹配系统。
技术介绍
随着互联网技术的发展和互联网适用领域的逐渐扩展，通过互联网的信息检索利用率也增加。以往是通过互联网的信息检索主要基于文本，但最近图像或动画等上载到互联网的量增加，由此基于图像的检索技术正在被开发。然而，在基于图像的检索的情况下，与基于文本的检索相比，作为检索对象的数据量本身就多，因此，存在不仅检索速度减少，而且检索正确度降低的问题。即，在图像的情况下，存在因在图像中发生的各种变化(例如，光照变化、尺寸变化、仿射(Affine)变化、视点变化等)而难以检索相同或类似的图像的问题。例如，在摄影图像时，根据光照变化，即使摄影相同的对象也会发生显著的色感差。并且，在摄影图像时，如果摄像头旋转或拍摄对象物旋转，就会生成不同的摄影图像。而且，根据摄像头的分辨率、摄影距离、是否使用变焦功能等，即使摄影相同的对象也生成不同的摄影图像，因此，难以检索与预定图像相同或类似的图像，从而检索正确度降低。【现有技术文献】韩国公开专利公报第10-2012-0062609号(2012.06.14)
技术实现思路
解决的技术问题根据示意性实施例，提供能够提取对图像变化稳健的特征点的特征点提取装置及方法和利用其的用于分析内容在线流通情况的图像匹配系统。技术方案根据示意性实施例的特征点提取装置用于提取对图像变化稳健的特征点，且包括：特征点提取单元，在图像作为特征点候选位置提取边角区域，在所述特征点候选位置提取特征点；及特征点后处理单元，生成所述提取的特征点的特征点描述符。所述特征点提取单元可以从所述图像中计算在视窗移动之前的视窗内的像素值的平均值与在视窗移动之后的视窗内的像素值的平均值的差异(平均值的变化)，利用在所述平均值的变化最大的方向上的平均值的变化量和在所述平均值的变化最小的方向上的平均值的变化量决定所述边角区域。所述特征点提取单元可以在所述平均值的变化最大的方向上的平均值的变化量和在所述平均值的变化最小的方向上的平均值的变化量分别超过预先设定的阈值时，将在所述图像中的相当领域决定为所述边角区域。所述特征点提取单元可以以在所述图像的尺寸相同的状态下改变过滤器尺寸的方式对所述图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。所述特征点提取单元可以将具有实数系数的过滤器转换成具有整数系数的正规化过滤器，以改变所述正规化过滤器的尺寸的方式对所述图像的重叠图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。通过对所述图像适用具有第一尺寸的过滤器来检测特征点候选位置时，所述特征点提取单元在可以通过比较对所述图像适用所述具有第一尺寸的过滤器的图像与对所述图像适用具有小于所述第一尺寸的第二尺寸的过滤器的图像及对所述图像适用具有大于所述第一尺寸的第三尺寸的过滤器的图像来，将所述检测的特征点候选位置最终决定为特征点候选位置。所述特征点后处理单元可以向预先设定的方向排列所述特征点的主要方向性，生成包括所述特征点与所述特征点邻近像素之间的关系信息的所述特征点描述符。所述特征点提取单元可以以在过滤器的尺寸相同的状态下改变所述图像的尺寸的方式，对不同尺寸的各个图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。在所述图像为彩色图像时，所述特征点提取装置还可包括图像预处理单元，该图像预处理单元对所述彩色图像进行光照补偿。所述图像预处理单元根据所述彩色图像中的颜色通道的通道比率可以适应性地扩展各个颜色通道的动态范围。所述图像预处理单元可以对在所述彩色图像中通道比率最高的颜色通道计算扩展参数(α)和移动参数(β)，然后使各个颜色通道的像素扩展到所述扩展参数(α)，且移动到所述移动参数(β)。在所述图像为彩色图像时，所述特征点提取装置还可包括图像预处理单元，该图像预处理单元将所述图像的空间从彩色空间转换成黑白空间。所述特征点提取装置还可包括图像预处理单元，该图像预处理单元将所述图像正规化为预先设定的尺寸。所述特征点提取装置还可包括过滤单元，该过滤单元将所述图像通过低通滤波器过滤后传递给所述特征点提取单元，而且，所述过滤单元可以适用高频补偿过波法，使得在所述图像中保持所述边角区域。所述特征点提取装置还可包括特征点检索单元，该特征点检索单元在预先存储的特征点中检索与第一特征点匹配的特征点。所述特征点检索单元可以对所述第一特征点的特征点描述符与所述预先存储的特征点的各个特征点描述符进行比较，在预先存储的特征点中提取与所述第一特征点之间的相似度大于或等于预先设定的阈值的特征点。所述特征点检索单元可以通过下述数学式1验证所述提取的特征点是否与所述第一特征点匹配：(数学式1) S S D ( f 1 , f 2 ′ ) S S D ( f 1 , f 2 ) ]]>式中，SSD(f1、f2)为与检索请求特征点(f1)之间的相似度最高的特征点(f2)之间的SSD(差值平方和，Sum of Squared Difference)，SSD(f1、f2')为与检索请求特征点(f1)之间的相似度第二高的特征点(f2')之间的SSD。SSD(f1、f2')为与检索请求特征点(f1)之间的相似度第二高的特征点(f2')之间的SSD。根据示意性实施例的特征点提取方法用于提取对图像变化稳健的特征点，且包括以下步骤：在特征点提取装置，作为图像的特征点候选位置提取边角区域；及在所述特征点提取装置，生成在所述特征点候选位置提取的特征点的特征点描述符。提取所述特征点候选位置的步骤可以包括以下步骤：在所述特征点提取装置，从所述图像中计算在视窗移动之前的视窗内的像素值的平均值与在视窗移动之后的视窗内的像素值的平均值的差异(平均值的变化)；及在所述特征点提取装置，利用在所述平均值的变化最大的方向上的平均值的变化量和在所述平均值的变化最小的方向上的平均值的变化量决定所述边角区域。决定所述边角区域的步骤可以包括以下步骤：在所述特征点提取装置，在所述平均值的变化最大的方向上的平均值的变化量和在所述平均值的变化最小的方向上的平均值的变化量分别超过预先设定的阈值时，将在所述图像中的相当领域决定为所述边角区域。取所述特征点候选位置的步骤可以包括以下步骤：在所述特征点提取装置，以在所述图像的尺寸相同的状态下改变过滤器尺寸的方式对所述图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。提取所述特征点候选位置的步骤可以包括以下步骤：在所述特征点提取装置，将具有实数系数的过滤器转换成具有整数系数的正规化过滤器；及在所述特征点提取装置，以改变所述正规化过滤器的尺寸的方式对所述图像的重叠图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。提取所述特征点候选位置的步骤可以包括以下步骤：在所述特征点提取装置，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特征点提取装置，用于提取对图像变化稳健的特征点，包括：特征点提取单元，在图像作为特征点候选位置提取边角区域，在所述特征点候选位置提取特征点；及特征点后处理单元，生成所述提取的特征点的特征点描述符。

【技术特征摘要】
2015.04.01 KR 10-2015-00462651.一种特征点提取装置，用于提取对图像变化稳健的特征点，包括：特征点提取单元，在图像作为特征点候选位置提取边角区域，在所述特征点候选位置提取特征点；及特征点后处理单元，生成所述提取的特征点的特征点描述符。2.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取单元从所述图像中计算在视窗移动之前的视窗内的像素值的平均值与在视窗移动之后的视窗内的像素值的平均值的差异(平均值的变化)，利用在所述平均值的变化最大的方向上的平均值的变化量和在所述平均值的变化最小的方向上的平均值的变化量决定所述边角区域。3.根据权利要求2所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取单元在所述平均值的变化最大的方向上的平均值的变化量和在所述平均值的变化最小的方向上的平均值的变化量分别超过预先设定的阈值时，将在所述图像中的相当领域决定为所述边角区域。4.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取单元以在所述图像的尺寸相同的状态下改变过滤器尺寸的方式对所述图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。5.根据权利要求4所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取单元将具有实数系数的过滤器转换成具有整数系数的正规化过滤器，以改变所述正规化过滤器的尺寸的方式对所述图像的重叠图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。6.根据权利要求4所述的特征点提取装置，其中，在通过对所述图像适用具有第一尺寸的过滤器来检测特征点候选位置时，所述特征点提取单元通过比较对所述图像适用所述具有第一尺寸的过滤器的图像与对所述图像适用具有小于所述第一尺寸的第二尺寸的过滤器的图像及对所述图像适用具有大于所述第一尺寸的第三尺寸的过滤器的图像来，将所述检测的特征点候选位置最终决定为特征点候选位置。7.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点后处理单元向预先设定的方向排列所述特征点的主要方向性，生成包括所述特征点与所述特征点邻近像素之间的关系信息的所述特征点描述符。8.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取单元以在过滤器的尺寸相同的状态下改变所述图像的尺寸的方式，对不同尺寸的各个图像适用所述过滤器，从而提取特征点候选位置。9.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，在所述图像为彩色图像时，所述特征点提取装置还包括图像预处理单元，该图像预处理单元对所述彩色图像进行光照补偿。10.根据权利要求9所述的特征点提取装置，其中，所述图像预处理单元根据所述彩色图像中的颜色通道的通道比率适应性地扩展各个颜色通道的动态范围。11.根据权利要求10所述的特征点提取装置，其中，所述图像预处理单元对在所述彩色图像中通道比率最高的颜色通道计算扩展参数(α)和移动参数(β)，然后使各个颜色通道的像素扩展到所述扩展参数(α)，且移动到所述移动参数(β)。12.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，在所述图像为彩色图像时，所述特征点提取装置还包括图像预处理单元，该图像预处理单元将所述图像的空间从彩色空间转换成黑白空间。13.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取装置还包括图像预处理单元，该图像预处理单元将所述图像正规化为预先设定的尺寸。14.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取装置还包括过滤单元，该过滤单元将所述图像通过低通滤波器过滤后传递给所述特征点提取单元，而且，所述过滤单元适用高频补偿过波法，使得在所述图像中保持所述边角区域。15.根据权利要求1所述的特征点提取装置，其中，所述特征点提取装置还包括特征点检索单元，该特征点检索单元在预先存储的特征点中检索与第一特征点匹配的特征点。16.根据权利要求15所述的特征点提取装置，其中，所述特征点检索单元对所述第一特征点的特征点描述符与所述预先存储的特征点的各个特征点描述符进行比较，在预先存储的特征点中提取与所述第一特征点之间的相似度大于或等于预先设定的阈值的特征点。17.根据权利要求16所述的特征点提取装置，其中，所述特征点检索单元通过下述数学式1验证所述提取的特征点是否与所述第一特征点匹配：(数学式1) S S D ( f 1 , f 2 ′ ) S S D ( f 1 , f ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仁济，裴基赫，
申请(专利权)人：息科安宝，
类型：发明
国别省市：韩国;KR