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专利号: 2009101016097
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1、一种基于Similarity-Pictorial结构模型的计算机视觉图像特征提取和匹配方法, 其特征在于:所述计算机视觉图像特征提取和匹配方法包括以下步骤:

1)、将待提取的计算机视觉图像建立PS模型,PS模型的代价函数L*包括 appearance代价函数和结构代价函数,参照计算式(1):

L * = arg min ( Σ v i V a i ( I , l j ) + Σ ( v i , v j ) E t ij ( l i , l j ) ) - - - ( 1 ) ; 其中,ai(I,lj)表示appearance代价函数,是指当区域vi定位在位置1时与 图像I的匹配度,tij(li,lj)表示结构代价函数,是指区域vi定位在li和区域vj定 位在lj时与图像I的匹配度;

2)在待提取的计算机视觉图像中,用顶点的绝对坐标li来表示顶点,并随机的选 择其中的一个点作为原点,其他所有点和原点之间的相对关系是确定的,与它们 原点的关系用以下向量表示:

mi(x)=xi-x0                            (3)

mi(y)=yi-y0                            (4)

m ( x ) = 1 / n * Σ i = 1 n m i ( x ) - - - ( 5 ) m ( y ) = 1 / n * Σ i = 1 n m i ( y ) - - - ( 6 ) D xi = 1 / ( n - 1 ) * Σ i = 1 n ( m i ( x ) - m ( x ) ) 2 - - - ( 7 ) D yi = 1 / ( n - 1 ) * Σ i = 1 n ( m i ( y ) - m ( y ) ) 2 - - - ( 8 ) 其中,x0,y0表示原点的x,y坐标,xi,yi表示其他点的坐标,n表示被训练 的对象的个数,m就表示离原点的距离均值,D表示离原点的距离方差;

一旦m和D确定下来,PS模型中的结构代价函数tij(vi,vj)就随之确定;结 构代价函数tij(li,lj)简化为ti(vi);结构代价函数ti(vi)通过对测试对象和训练对象 进行比较得到:

t i ( v i ) = - log ( 2 * π * D xi * D yi ) + 0.5 * ( x di 2 + y di 2 ) / log ( D xi + D yi ) - - - ( 9 ) 其中,xdi=mi(x)-m’i(x),m’i(x)表示测试图片中相应特征点的离原点的距离; mi(x));同理,ydi=miy-m’iy;

3)、将基于自相似描述子的模板匹配算法引入PS模型,具体有:

3.1)、对每个需要检测的特征点建立模板描述子Ti;先训练模板,既在每 幅被训练的图片上标记需要找的结构上的特征点qij,简写q;对每个被标记的特 征点做自相似描述子dij计算,转化为相关性平面相Sq(x,y):

S q ( x , y ) = exp ( - SSD q ( x , y ) max ( var noise , var auto ( q ) ) ) - - - ( 2 ) 其中,SSDq(x,y)是归一化的相关性平面,而varnoise是一个常数,对应于可接受的 光度变化;varauto(q)表示以q为中心的附近区域中与A的最大的方差值;

相关性平面SSDq(x,y)转化到以q为中心的极坐标中,并且分成预设数量的位 数,旋转每个位中的最大值,将旋转所有的最大值组成一个m×n的矩阵,即以q 为中心的自相似描述子;

在计算完所有的被训练图片的特征点后,对所有相应的特征点的描述子,做平 均值运算,得到每个特征的模板描述子为:

T i = 1 / n Σ j = 1 n d ij - - - ( 10 ) 其中,n表示被训练的图片数量,i表示每幅被训练图片上的第i个特征点,dij表 示第j幅图上的第i个特征点的描述子;

Ti就是所有特征点的模板描述子;

3.2)、对所有测试图片做模板匹配算法:在模板匹配过程中,采用每个2个像 素点对测试图片进行描述子运算;

3.3)、在被测试图片上寻找与模板描述子较相似的所有点:通过对被测试描述 子和Ti进行欧式距离计算,距离最小的描述子是相似区域,其中心点就是候选特 征点,把中心点的坐标记录下来,并且把它与模板描述子之间的欧式距离也记录 下来,记为ai(I,lj),然后对它归一化,确定appearance代价函数ai(I,lj);

4)、找出代价函数L*的最小值,即确定计算机视觉图像的匹配点。