一种图像特征提取方法和图像校正方法以及设备技术

本发明专利技术实施例公开了一种图像特征提取方法，包括：采集图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，所述采集设备的包括所述摄像头，基于所述三维姿态信息，校正采集的图像，对校正后的图像进行特征提取处理。相应地，本发明专利技术实施例还公开了一种图像采集设备。本发明专利技术实施例可以避免在图像采集设备发生倾斜、旋转等姿态下局部不变特征提取性能下降的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种图像特征提取方法和图像校正方法以及设备
本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及一种图像特征提取方法和图像校正方法以及设备。
技术介绍
特征提取指的是使用计算机提取图像信息，决定每个图像的像素点是否属于一个图像特征。图像特征提取是图像分析、模式识别及计算机视觉等领域的一个重要研究内容，是众多问题的研究基础。特征提取最重要的一个特性是“可重复性”，即同一场景的不同图像所提取的特征应该是可重复的，但是由于目标所在的多幅图像之间大部分都存在几何变换、光照变换、噪声影响、图像畸变等，因此如何提取图像的稳定特征成为了相关领域的研究重点。近年来，研究出了一种局部不变特征的提取方法，由于该方法针对图像的各类视点变化、光照变化、噪声等仍具有较好的可重复性，已经在图像配准、目标跟踪识别、遥感测绘、图像导航、三维重构、虚拟现实与增强现实及图像检索等方面取得了广泛地应用，得到国内外学者的普遍关注。不变特征的提取主要包括两个部分：不变特征检测及不变特征描述。其中，不变特征检测是特征描述的前提，目的是在多幅图像上独立检测出内容相同的特征区域。不变特征描述是在检测的基础上，对获得的特征进行描述，最重要的特性是具有较高的可区分性。随着我国3G网络的逐步开通和移动通信事业的飞速发展，庞大的智能手机用户群也在逐年增加，图像处理与分析在智能手机上的应用也逐渐占有越来越重要的地位。特征提取作为图像处理中的一个基本且非常关键的模块，应用到目标识别、增强现实等很多领域，在智能手机的开发应用中是必不可少的环节。现有的图像特征提取方法通常仍是直接对输入图像进行处理。而输入图像大多是在手机有倾斜、旋转的情况下获取的，即使特征提取时所采用特征为局部不变特征，其对倾斜、旋转等此类几何变换的不变性仍有限，这就制约了特征提取的精确性、鲁棒性，从而影响到智能手机增强现实应用的发展。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种图像特征提取方法和图像校正方法以及设备，可以避免在图像采集设备发生倾斜、旋转等姿态下局部不变特征提取性能下降的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供的一种图像特征提取方法，包括：采集图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息；基于所述三维姿态信息，校正采集的图像；对校正后的图像进行特征提取处理。本专利技术实施例还提供了一种图像校正方法，包括：采集目标物的图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，所述采集设备的包括所述摄像头；基于所述三维姿态信息，校正采集的图像，得到所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像。相应地，本专利技术实施例还提供一种图像采集设备，该设备包括所述摄像头，该设备还包括：采集模块、校正模块和提取模块，其中：第一获取模块和第一校正模块和提供模块，其中：摄像头，用于采集图像；第一获取模块，用于获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息；校正模块，用于基于所述第一获取模块获得的三维姿态信息，校正所述采集模块采集的图像；提取模块，用于对所述校正模块校正后的图像进行特征提取处理。相应地，本专利技术实施例还提供一种图像采集设备，该设备包括所述摄像头，该设备还包括：第二获取模块和第二校正模块，其中：摄像头，用于采集目标物的图像；第二获取模块，用于采集目标物的图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息；第二校正模块，用于基于所述三维姿态信息，校正采集的图像，得到所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像。本专利技术实施例，通过采集图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，基于所述三维姿态信息，校正采集的图像，对校正后的图像进行特征提取处理，这样可以避免在图像采集设备发生倾斜、旋转等姿态下局部不变特征提取性能下降的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的一种图像特征提取方法的第一实施例的流程示意图；图2是本专利技术实施例的一种可选的效果图；图3是本专利技术实施例提供的一种图像特征提取方法的第二实施例的流程示意图；图4是本专利技术实施例提供的一种图像校正方法的第一实施例的流程示意图；图5是本专利技术实施例提供的一种图像校正方法的第二实施例的流程示意图；图6是本专利技术实施例提供的一种图像采集设备的第一实施例的结构示意图；图7是本专利技术实施例提供的一种图像采集设备的第二实施例的结构示意图；图8是本专利技术实施例提供的一种图像采集设备的第二实施例的另一实施方式的结构示意图；图9是本专利技术实施例提供的另一种图像采集设备的第一实施例的结构示意图；图10是本专利技术实施例提供的另一种图像采集设备的第二实施例的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1是本专利技术实施例提供的一种图像特征提取方法的第一实施例的流程示意图，图1所示，包括：S101、采集图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息。需要说明的是，获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息具体可以是通过三维姿态传感器获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，具体可以包括：通过三维姿态传感器获取摄像头采集图像时图像采集设备的俯仰角、侧倾角和方位角的角度信息，所述俯仰角为图像采集设备绕标准坐标系(如：世界坐标系)的Y轴旋转的旋转角，所述侧倾角为图像采集设备绕标准坐标系(如：世界坐标系)的X轴旋转的旋转角，所述方位角为图像采集设备绕正北方向旋转的旋转角。具体获取过程如下：三维姿态传感器(如：三维电子罗盘)中的三个相互垂直的三维磁阻传感器分别测量地磁场在标准坐标系(如：世界坐标系)的X轴方向的矢量值和地磁场在标准坐标系(如：世界坐标系)的Y轴方向的矢量值和地磁场在标准坐标系(如：世界坐标系)的Z轴方向的矢量值。然后将三维磁阻传感器测量到的信息传输至三维姿态传感器(如：三维电子罗盘)中的微控制单元(MicroControlUnit，MCU)，MCU通过如下关系式：Azimuth＝arcTan(Y/X)其中Azimuth为图像采集设备的方位角。得出摄像头采集图像时图像采集设备的方位角的角度信息，该方位角为三维姿态传感器(如：三维电子罗盘)绕正北方向旋转的旋转角，也就是图像采集设备绕正北方向旋转的旋转角。当图像采集设备发生倾斜时，方位角的准确性将要受到很大的影响，该误差的大小取决于图像采集设备所处的位置和倾斜角的大小。为减少该误差的影响，采用三维姿态传感器(如：三维电子罗盘)中的双轴倾角传感器来测量摄像头采集图像时图像采集设备的俯仰角和侧倾角的角度信息，该俯仰角为图像采集设备绕标准坐标系(如：世界坐标系)的Y轴旋转的旋转角，侧倾角为图像采集设备绕标准坐标系(如：世界坐标系)的X轴旋转的旋转角。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像特征提取方法，其特征在于，包括：采集图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，所述采集设备的包括所述摄像头；基于所述三维姿态信息，校正采集的图像；对校正后的图像进行特征提取处理。

【技术特征摘要】
1.一种图像特征提取方法，其特征在于，包括：采集目标物的图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，所述图像采集设备包括所述摄像头；基于所述三维姿态信息，将采集的图像校正为所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像；对所述目标物的非失真图像进行特征提取处理。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息包括：通过三维姿态传感器获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息；或者，通过平面罗盘和加速度传感器获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息包括：获取摄像头采集图像时图像采集设备的俯仰角的角度信息，所述俯仰角为图像采集设备绕标准坐标系的Y轴旋转的旋转角；获取摄像头采集图像时图像采集设备的侧倾角的角度信息，所述侧倾角为图像采集设备绕标准坐标系的X轴旋转的旋转角；获取摄像头采集图像时图像采集设备的方位角的角度信息，所述方位角为图像采集设备绕正北方向旋转的旋转角。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述三维姿态信息，将采集的图像校正为所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像包括：基于所述俯仰角、所述侧倾角和所述方位角的角度信息，对采集的图像进行几何校正，将采集的图像校正为所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述俯仰角、所述侧倾角和所述方位角的角度信息，对采集的图像进行几何校正包括：建立几何校正的数学模型；根据所述俯仰角、所述侧倾角和所述方位角的角度信息确定所述数学模型的模型参数；根据所述数学模型和所述确定的模型参数，对采集的图像进行校正。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述数学模型和所述确定的模型参数，对采集的图像进行校正包括：根据所述数学模型和所述确定的模型参数，对采集的图像进行空间坐标变换；对空间坐标变换后的图像进行灰度内插处理。7.一种图像校正方法，其特征在于，包括：采集目标物的图像，并获取摄像头采集图像时图像采集设备的三维姿态信息，所述图像采集设备包括所述摄像头；基于所述三维姿态信息，将采集的图像校正为所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述三维姿态信息，将采集的图像校正为所述图像采集设备处于与所述目标物的三维姿态等距垂直的三维姿态时采集所述目标物的非失真图像包括：基于俯仰角、侧倾角和方位角的角度信息，对采集的图像进行几何校正，以使得所述图像采集设备的侧倾角的与所述目标物的侧倾角的角度相同时采集所述目标物的非失真的图像。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于俯仰角、侧倾角和方位角的角度信息，对采集的图像进行几何校正包括：建立几何校正的数学模型；根据所述俯仰角、侧倾角和方位角的角度信息确定所述数学模型的模型参数；根据所述数学模型和所述确定的模型参数，对采集的图像进行空间坐标变换；对空间坐标变换后的图像进行灰度内插处理，以使得所述图像采集设备的侧倾角与所述目标物的侧倾角的角度相同时采集所述目标物的非失真的图像。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：李静，郝韬，左坤隆，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：