用于均匀和非均匀照明变化中的改善的特征检测的尺度空间正规化技术制造技术

将正规化过程实施于尺度空间差处以完全或大体上减小照明变化对图像中的特征/关键点检测的影响。可通过使用平滑函数逐渐地模糊图像来处理所述图像以产生所述图像的经平滑的尺度空间。可通过取得所述图像的两个不同经平滑版本之间的差而产生尺度空间差。可通过将尺度空间图像差除以所述图像的第三经平滑版本而产生经正规化的尺度空间图像差，其中所述图像的所述第三经平滑版本与所述图像的所述两个不同经平滑版本中的最平滑者一样平滑或比所述最平滑者平滑。可接着使用所述经正规化的尺度空间图像差来检测所述图像的一个或一个以上特征/关键点。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一个特征涉及计算机视觉，且更特定而言，涉及用于改善图像辨识系统的性能和/或效率的方法和技术。
技术介绍
各种应用可受益于具有能够以视觉表示(例如，图像或图片)来识别对象的机器或处理器。计算机视觉的领域试图提供准许识别图像中的对象或特征的技术和/或算法，其中对象或特征可由识别一个或一个以上关键点的描述符来表征。常常还将例如SIFT(尺度不变特征变换)等这些技术和/或算法应用到图像辨识、对象检测、图像匹配、3维结构建构、立体对应，和/或运动追踪、面部辨识(以及其它应用)。大体上，出于特征识别、图像检索和/对象辨识的目的，对象或特征辨识可涉及识别图像中的所关注点(还称为关键点)和/或那些关键点周围的局部化特征。在这些辨识算法中，具有特征的高稳定性和可重复性非常重要。因此，所述关键点可经选择和/或处理使得其对于图像尺度改变和/或旋转为不变的且提供跨越实质范围的失真、视点的改变和/或噪声和照明的改变的稳健匹配。另外，为了良好地适合于例如图像检索和对象辨识的任务，在单一特征可相对于来自多个目标图像的特征的大数据库以高概率匹配的意义上，特征描述符可优选为独特的。在检测并定位图像中的关键点之后，可通过使用各种描述符来识别或描述所述关键点。举例来说，描述符还可表示图像中的内容的视觉特征，例如，形状、色彩、纹理、旋转，和/或运动(以及其它图像特性)。对应于关键点且由描述符所表示的个别特征接着匹配到来自已知对象的特征的数据库。作为识别和选择图像的关键点的部分，可能归因于缺乏精确度或置信度而必须舍弃选定的一些点。举例来说，可能由于沿边缘的不良对比度和/或不良定位而拒绝一些最初检测到的关键点。这些拒绝在相对于照明、噪声和定向变化而增加关键点稳定性方面是重要的。最小化将减小特征匹配的可重复性的错误关键点拒绝也是重要的。然而，因为例如阴影的效应可实际上使所关注特征被完全忽略从而减小对象辨识的可重复性，所以具有在空间上变化的照明变化对特征检测造成了显著问题。因此，需要界定适应于局部和全局照明变化的阈值以用于对象辨识算法内的特征选择的方法或途径。
技术实现思路
下文呈现对一个或一个以上实施例的简化概述，以便提供对一些实施例的基本理解。此概述并非所有预期实施例的广泛综述，且既不意欲识别所有实施例的关键或重要要素，也不意欲描绘任何或所有实施例的范围。其唯一目的是以简化形式来呈现一个或一个以上实施例的一些概念以作为稍后所呈现的更详细描述的序言。提供一种在图像特征检测装置中操作的用于减小照明变化对图像中的关键点/特征检测的影响的方法。可将图像与具有不同缩放宽度的多个平滑核进行卷积以获得所述图像的多个经平滑版本，所述多个经平滑版本界定尺度空间金字塔。可通过取得所述图像的两个不同经平滑版本之间的差而产生尺度空间图像差。所述图像的所述两个不同经平滑版本可处于所述经平滑的尺度空间金字塔中的邻近层级。举例来说，所述图像的第三经平滑版本可具有与所述图像的所述两个不同经平滑版本的尺度(例如，平滑核)中的较大者相等或比所述较大者宽的尺度(例如，平滑核)。可重复此过程以通过取得所述图像的不同 经平滑版本对之间的差而产生尺度空间差，所述尺度空间图像差形成所述尺度空间差的部分。可通过将所述尺度空间图像差除以所述图像的第三经平滑版本而产生经正规化的尺度空间图像差，其中所述图像的所述第三经平滑版本与所述图像的所述两个不同经平滑版本中的最平滑者一样平滑或比所述最平滑者平滑。可通过使用所述经正规化的尺度空间图像差来执行对所述图像的一个或一个以上特征的检测。可使用所述经正规化的尺度空间差通过检测所述经正规化的尺度空间图像差内的局部极值来识别所述图像的一个或一个以上特征。每一特征可包括一关键点和关于其周围点的信息。可接着基于所述所识别的一个或一个以上特征而产生所述图像的描述符。类似地，可提供一种用于减小照明变化对图像中的关键点/特征检测的影响的图像特征检测装置。所述特征检测装置可包括尺度空间产生器、尺度空间差产生器、尺度空间差产生器正规化器、特征检测器和/或特征描述符产生器。所述尺度空间产生器可适于将图像与具有不同缩放宽度的多个平滑核进行卷积以获得所述图像的多个经平滑版本，所述多个经平滑版本界定尺度空间金字塔。所述尺度空间差产生器可适于通过取得所述图像的两个不同经平滑版本之间的差而产生尺度空间图像差。所述图像的所述两个不同经平滑版本可为所述经平滑的尺度空间金字塔中的邻近层级。所述尺度空间差产生器可适于通过取得所述图像的不同经平滑版本对之间的差而产生尺度空间差，所述尺度空间图像差形成所述尺度空间差的部分。所述尺度空间差产生器正规化器可适于通过将所述尺度空间图像差除以所述图像的第三经平滑版本而产生经正规化的尺度空间图像差，其中所述图像的所述第三经平滑版本与所述图像的所述两个不同经平滑版本中的最平滑者一样平滑或比所述最平滑者平滑。所述图像的所述第三经平滑版本可具有与所述图像的所述两个不同经平滑版本的所述尺度(例如，平滑核)中的较大者相等或比所述较大者宽的尺度(例如，平滑核)。所述特征检测器可适于使用所述经正规化的尺度空间图像差以检测所述图像的一个或一个以上特征。所述特征检测器可适于使用所述经正规化的尺度空间差通过检测所述经正规化的尺度空间图像差内的局部极值来识别所述图像的特征。所述特征描述符产生器可适于基于所述所识别的一个或一个以上特征而产生所述图像的描述符。附图说明当结合图式阅读时，从下文阐述的详细描述可明白各种特征、本质和优点，在图式中相同参考符号始终对应地进行识别。图I为说明用于对所查询的图像执行对象辨识的功能阶段的方框图。图2说明示范性图像处理阶段中的高斯尺度空间产生。图3说明示范性图像处理阶段中的特征检测。 图4说明示范性图像处理阶段中的特征描述符提取。图5说明针对照明不变特征/关键点检测的尺度空间正规化的一实例。图6说明可获得经正规化的尺度空间差的一个层级的方式的一个实例。图7说明用于产生经正规化的尺度空间差以用于抵抗照明的改变来改善特征检测的方法。图8(包含图8A、8B和8C)说明在使用传统特征检测途径中可能归因于照明的改变而影响图像的特征检测的方式。图9 (包含图9A、9B和9C)说明在不管照明变化的情况下在特征检测之前正规化尺度空间差有助于检测更多特征(与图8相比)的方式。图10 (包含图IOA和10B)说明高斯尺度空间差与经正规化的高斯尺度空间差之间的比较。图11 (包含图IlA和11B)说明尺度空间差正规化对关键点匹配验证的影响。图12为说明照明不变特征检测装置的实例的方框图。图13为说明将经正规化的尺度空间差用于特征检测的图像匹配装置的实例的方框图。图14为说明适于执行图像处理以便实现图像或对象辨识的目的的示范性移动装置的方框图。图15说明用于使用经正规化的尺度空间差的特征检测的方法。具体实施例方式现参看图式来描述各种实施例，其中相同参考数字始终用以指代相同元件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述众多特定细节，以便提供对一个或一个以上实施例的透彻理解。然而，可显而易见，可在无这些特定细节的情况下实践此(些)实施例。在其它例子中，以方框图形式来展示众所周知的结构和装置，以便促进描述一个或一个以上实施例。综述本文中所描述的各种特征涉及改善图像辨识的速本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.08 US 61/293,437;2011.01.07 US 12/986,6071.一种在图像特征检测装置中操作的方法，其包含 通过取得图像的两个不同经平滑版本之间的差而产生尺度空间图像差； 通过将所述尺度空间图像差除以所述图像的第三经平滑版本而产生经正规化的尺度空间图像差，其中所述图像的所述第三经平滑版本与所述图像的所述两个不同经平滑版本中的最平滑者一样平滑或比所述最平滑者平滑；以及 使用所述经正规化的尺度空间图像差来检测所述图像的一个或一个以上特征。2.根据权利要求I所述的方法，其进一步包含 将所述图像与具有不同缩放宽度的多个平滑核进行卷积以获得所述图像的多个经平滑版本，所述多个经平滑版本界定尺度空间金字塔。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述图像的所述两个不同经平滑版本为所述经平滑的尺度空间金字塔中的邻近层级。4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包含 通过取得所述图像的若干对不同经平滑版本之间的所述差而产生尺度空间差，所述尺度空间图像差形成所述尺度空间差的部分。5.根据权利要求4所述的方法，其中所述图像的所述若干对不同经平滑版本为所述经平滑的尺度空间金字塔中的邻近层级。6.根据权利要求2所述的方法，其中所述图像的所述第三经平滑版本具有与所述图像的所述两个不同经平滑版本的尺度中的较大者相等或比所述较大者宽的尺度。7.根据权利要求I所述的方法，其进一步包含 通过检测所述经正规化的尺度空间图像差内的局部极值而使用所述经正规化的尺度空间差来识别所述图像的所述一个或一个以上特征。8.根据权利要求7所述的方法，其中每一特征包括关键点和关于其周围点的信息。9.根据权利要求I所述的方法，其进一步包含 基于所述所识别的一个或一个以上特征而产生所述图像的描述符。10.一种图像特征检测装置，其包含 尺度空间差产生器，其适于通过取得图像的两个不同经平滑版本之间的差而产生尺度空间图像差； 尺度空间差产生器正规化器，其适于通过将所述尺度空间图像差除以所述图像的第三经平滑版本而产生经正规化的尺度空间图像差，其中所述图像的所述第三经平滑版本与所述图像的所述两个不同经平滑版本中的最平滑者一样平滑或比所述最平滑者平滑；以及 特征检测器，其适于使用所述经正规化的尺度空间图像差来检测所述图像的一个或一个以上特征。11.根据权利要求10所述的图像特征检测装置，其进一步包含 尺度空间产生器，其适于将所述图像与具有不同缩放宽度的多个平滑核进行卷积以获得所述图像的多个经平滑版本，所述多个经平滑版本界定尺度空间金字塔。12.根据权利要求11所述的图像特征检测装置，其中所述图像的所述两个不同经平滑版本为所述经平滑的尺度空间金字塔中的邻近层级。13.根据权利要求11所述的图像特征检测装置，其中所述尺度空间差产生器适于通过取得所述图像的若干对不同经平滑版本之间的所述差而产生尺度空间差，所述尺度空间图像差形成所述尺度空间差的部分。14.根据权利要求13所述的图像特征检测装置，其中所述图像的所述若干对不同经平滑版本为所述经平滑的尺度空间金字塔中的邻近层级。15.根据权利要求11所述的图像特征检测装置，其中所述图像的所述第三经平滑版本具有与所述图像的所述两个不同经平滑版本的尺度中的较大者相等或比所述较大者宽的尺度。16.根据权利要求10...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑迪普·瓦达迪，约翰·H·洪，奥努尔·C·哈姆西奇，重·U·李，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：