图像检索数据库生成方法、增强现实的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种图像检索数据库生成方法、增强现实的方法及装置，对样本图像进行第一次尺度变换，将经过所述第一次尺度变换后的样本图像进行多分辨率分析处理，再将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取，提取出来的第一特征数据集；对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取N个簇及其每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息；对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取M个簇及其每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息；将所述第一特征数据集和节点数据存储在图像检索数据库中且与所述样本图像对应，其中，所述节点数据包括所述N个簇和所述M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息。

Image retrieval database generation method, augmented reality method and device

The invention discloses an image retrieval database generation method, and device for enhancing practical methods for the first time scaling on the sample image, the image of the sample after the first time scale transformation after the multi-resolution analysis, the multi-resolution analysis of sample image processing for feature extraction, first feature the extracted data set; clustering analysis of each feature point of the first feature data set, clustering center feature points to obtain N clusters and each cluster description information; clustering feature points for each cluster of the N cluster in the clustering analysis, feature clustering center feature points to obtain M a cluster and each cluster description information; the first data set and node data stored in the database image retrieval and image corresponding to the sample Among them, the node data includes the N clusters and all the cluster centers in the M cluster and the feature description information of each cluster center feature point.

【技术实现步骤摘要】
图像检索数据库生成方法、增强现实的方法及装置
本专利技术涉及计算机视觉
，尤其涉及一种图像检索数据库生成方法、增强现实的方法及装置。
技术介绍
增强现实技术(AugmentedReality，AR)借助计算机图形技术和可视化技术生成现实环境中不存在的虚拟对象，并通过图像识别定位技术将虚拟对象准确地融合到真实环境中，借助显示设备将虚拟对象与真实环境融为一体，并呈现给使用者真实的感观体验。增强现实技术要解决的首要技术难题是如何将虚拟对象准确地融合到真实世界中，也就是要使虚拟对象以正确的角度姿态出现在真实场景的正确位置上，从而产生强烈的视觉真实感。现有的增强现实技术通常是根据少量(一般只有不到10个)本地模板数据的匹配对要进行增强现实显示的数据进行初始化，然后以对应的目标图像进行增强显示，其中，所有目标图像都需要用户自己选定并在特定的客户端上传并生成对应的模板数据，由此可知，由模板数据是根据目标图像而生成的，且生成的模板数据的数量过少，使得模板数据与目标图像的匹配度较低，从而使得与模板数据对应的虚拟对象不能在真实场景中进行精确的定位，导致虚拟对象在真实场景中的叠加融合存在偏差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种图像检索数据库生成方法、增强现实的方法及装置，能够有效提高目标图像和样本图像的匹配度，使得虚拟对象能够在真实场景中进行精确的定位，降低虚拟对象在真实场景中的叠加融合存在偏差的概率。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种图像检索数据库生成方法，包括：对样本图像进行第一次尺度变换，将经过所述第一次尺度变换后的样本图像进行多分辨率分析处理，再将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取，提取出来的第一特征数据集包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息；对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取N个簇和所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中,N为正整数；对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取M个簇和所述M个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中，M为正整数，且M不大于N；将所述第一特征数据集和节点数据存储在图像检索数据库中且与所述样本图像对应，其中，所述节点数据包括所述N个簇和所述M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息。可选的，所述第一特征数据集中每个特征点的特征描述信息包括该特征点的P维描述向量和P维描述向量的模的倒数，其中，P为不小于2的整数。可选的，在所述对样本图像进行第一次尺度变换之后，所述方法还包括：控制经过所述第一次尺度变换后的每个样本图像的长边的像素数为第一预设像素数。可选的，所述N个簇中的每个簇中特征点的数量均在第一预设范围阈值内。可选的，所述对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取N个簇，具体为：对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取K个簇，其中，K为正整数；针对K个簇中的每个簇，执行以下步骤：判断簇中特征点的数量是否在第一预设范围阈值内；若该簇中特征点的数量大于所述第一预设范围阈值的最大值，则拆分该簇，并控制拆分后的每个簇中特征点的数量在所述第一预设范围阈值内；若该簇中特征点的数量小于所述第一预设范围阈值的最小值，则删除该簇，将该簇中的所有特征点重新选择所属簇，并控制所述特征点重新选择所属簇中的每个簇簇中特征点的数量在所述第一预设范围阈值内；在对所述K个簇中的每个簇执行上述步骤之后，获取到所述N个簇。可选的，所述获取所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，具体为：针对N个簇中的每个簇，执行以下步骤：将簇中每个特征点的P维描述向量进行归一化处理；将归一化处理后的每个特征点中对应的第i维向量进行累加，将累加得到的新P维描述向量作为该簇的聚类中心特征点的P维描述向量，其中，i依次取1-P的值；对该簇中所有特征点的P维描述向量的模的倒数之和进行平均，将获取的第一平均值作为所述该簇的聚类中心特征点的P维描述向量的模的倒数；根据所述新P维描述向量和所述第一平均值，获取该簇的聚类中心特征点的特征描述信息；在对N个簇中的每个簇执行上述步骤之后，获取所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息。可选的，所述将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取，提取出来的第一特征数据集包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息，具体为：将所述多分辨率分析处理后的样本图像采用ORB算法进行特征提取，提取所述第一特征数据集。可选的，所述将所述多分辨率分析处理后的样本图像采用ORB算法进行特征提取，提取所述第一特征数据集，具体为：将所述多分辨率分析处理后的样本图像采用Fast算法、Sift算法或Surf算法进行特征提取，将提取出来的H个特征点统一到同一坐标系中，并记录所述H个特征点中的每个特征点在同一坐标系统中的坐标信息作为每个特征点的位置信息，其中，H为大于1的正整数；采用ORB算法提取所述H个特征点中的每个特征点的特征描述信息和方向；根据所述H个特征点中的每个特征点的位置信息、所述第一次尺度变换对应的尺度、特征描述信息和方向，提取所述第一特征数据集。可选的，所述第一特征数据集中的每个特征点在图像区域内的位置信息包括每个特征点在同一维度下的不同坐标系中的坐标信息。可选的，所述M个簇中的每个簇中聚类中心特征点的数量均在第二预设范围阈值内,所述M在第三预设范围阈值内。可选的，所述对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取M个簇，具体为：对所述N个簇进行S次聚类分析，获取所述M个簇，其中，S为正整数，且每次聚类分析获得的簇组中的聚类中心特征点的数量均在所述第二预设范围阈值内。可选的，所述对所述N个簇进行S次聚类分析，获取所述M个簇，具体为：在j＝1时，对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取第1个簇组；在j>1时，对第(j-1)个簇组中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获得第j个簇组，其中，所述第(j-1)个簇组为在对所述N个簇进行(j-1)次聚类分析而获得的簇组，j依次取1到S的整数；在j＝S时，获得第S个簇组，其中，所述第S个簇组中的所有簇为所述M个簇，且所述M的值在所述第三预设范围阈值内。可选的，所述获取所述M个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，具体为：针对M个簇中的每个簇，执行以下步骤：将簇中每个聚类中心特征点的P维描述向量进行归一化处理；将归一化处理后的每个聚类中心特征点中对应的第i维向量进行累加，将累加得到的初P维描述向量作为该簇的聚类中心特征点的P维描述向量，其中，i依次取1-P的值；对该簇中所有聚类中心特征点的P维描述向量的模的倒数之和进行平均，将获取的第二平均值作为所述该簇的聚类中心特征点的P维描述向量的模的倒数；根据所述初P维描述向量和所述第二平均值，获取该簇的聚类中心特征点的特征描述信息；在对M个簇中的每个簇执行上述步骤之后，获取所述M个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息。可选的，所述方法还包括：对样本图像进行第二次尺度变换，将经过所述第二次尺度变换后的样本图像进行特征提取，提取出来的第二特征数据集包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息；根据所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像检索数据库生成方法，其特征在于，包括：对样本图像进行第一次尺度变换，将经过所述第一次尺度变换后的样本图像进行多分辨率分析处理，再将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取，提取出来的第一特征数据集包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息；对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取N个簇和所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中,N为正整数；对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取M个簇和所述M个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中，M为正整数，且M不大于N；将所述第一特征数据集和节点数据存储在图像检索数据库中且与所述样本图像对应，其中，所述节点数据包括所述N个簇和所述M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息。

【技术特征摘要】
1.一种图像检索数据库生成方法，其特征在于，包括：对样本图像进行第一次尺度变换，将经过所述第一次尺度变换后的样本图像进行多分辨率分析处理，再将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取，提取出来的第一特征数据集包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息；对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取N个簇和所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中,N为正整数；对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取M个簇和所述M个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中，M为正整数，且M不大于N；将所述第一特征数据集和节点数据存储在图像检索数据库中且与所述样本图像对应，其中，所述节点数据包括所述N个簇和所述M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一特征数据集中每个特征点的特征描述信息包括该特征点的P维描述向量和P维描述向量的模的倒数，其中，P为不小于2的整数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对样本图像进行第一次尺度变换之后，所述方法还包括：控制经过所述第一次尺度变换后的每个样本图像的长边的像素数为第一预设像素数。4.一种图像检索数据库生成装置，其特征在于，包括：第一特征数据集提取单元，用于对样本图像进行第一次尺度变换，将经过所述第一次尺度变换后的样本图像进行多分辨率分析处理，再将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取，提取出来的第一特征数据集包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息；第一簇组获取单元，用于对所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析，获取N个簇和所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中,N为正整数；第二簇组获取单元，对所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析，获取M个簇和所述M个簇中的每个簇的聚类中心特征点的特征描述信息，其中，M为正整数，且M不大于N；数据存储单元，用于将节点数据所述第一特征数据集和节点数据存储在图像检索数据库中且与所述样本图像对应，其中，所述节点数据包括所述N个簇和所述M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息。5.一种图像检索数据库，其特征在于，该数据库内存储有若干样本图像的内容数据，每个样本图像的内容数据包括：第一特征数据集和节点数据，其中，所述第一特征数据集是将样本图像进行第一次尺度变换后进行多分辨率分析处理，再将所述多分辨率分析处理后的样本图像进行特征提取出来的特征点集数据，其包括每个特征点在图像区域内的位置信息、尺度、方向和特征描述信息；所述节点数据包括N个簇和M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息，其中，所述N个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息是将所述第一特征数据集中的各个特征点进行聚类分析而获得的，其中,N为正整数；所述M个簇中所有聚类中心及每个聚类中心特征点的特征描述信息是将所述N个簇中的每个簇的聚类中心特征点进行聚类分析而获得的，其中，M为正整数，且M不大于N。6.一种实现增强现实的方法，其特征在于，包括：实时采集包含目标图像的环境场景图像；通过图像检索获取所述目标图像对应的检索结果图像，以及获取与所述检索结果图像对应的虚拟对象；对所述目标图像进行尺度变换，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓，
申请(专利权)人：成都理想境界科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51