描述符生成方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及图像配准技术，尤其设及一种描述符生成方法及装置。
【背景技术】
[0002] 图像配准指将不同时间、不同成像传感器或不同条件下获取的至少两幅图像进行 匹配、叠加的过程。该过程中，若被配准的图像来自同一类型的成像传感器，如同为可见光 成像传感器或同为红外成像传感器，则该配准过程称之为单模图像配准；否则，若被配准的 图像分别来自不同类型的成像传感器，则该配准过程称之为多模图像配准。
[0003] 现有技术基于特征点的图像配准中，对每幅图像提取特征点，并确定特征点的主 方向，将坐标轴旋转为特征点的主方向，W确保旋转不变性，然后再基于尺度不变特征转换 (Scale-invariantFea1:ureTransform,SIFT)描述子对旋转后的特征点进行描述，从而生 成描述符，最后通过描述符，根据一定的相似性准则对各幅图像的对应特征点进行配准。其 中，特征点是图像中一些稳定点，如角点、边缘点、暗区中的亮点、亮区中的暗点等。描述符 用来描述特征点，其一般是一组向量，包括特征点的位置、方向、尺度等信息，一个良好的描 述符应该具有独立性和重复性，独立性是指对于一幅图像中的一个具体的特征点，该特征 点的描述符是唯一的；重复性是指对于待配准的两幅图像或多幅图像，对应特征点的描述 符是可重复的，即是相同的；主方向与描述符的可重复性具有直接关系，使得描述符具有旋 转不变性，实现具有旋转、仿射变换、投影变化的图像配准。
[0004] 上述图像配准中，对于一个具体的特征点，根据其邻域的梯度信息得到梯度方向， 进而将该梯度方向作为该特征点的主方向。若图像配准为单模图像配准，则由于被配准的 图像的局部区域的纹理结构相似，根据梯度信息得到的各幅图像对应的特征点的主方向较 为一致，各幅图像对应特征点的描述符具有可重复性，使得图像的配准精度较高。然而，若 图像配准为多模图像配准，则由于被配准的图像的局部区域纹理结构相差较大，根据梯度 信息得到的各幅图像对应的特征点的主方向相差较大，而描述符是在特征点的邻域根据主 方向旋转后生成的，导致各幅图像对应特征点的描述符不具可重复性，描述符的准确性较 差，进而使得多模图像配准精度低。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种描述符生成方法及装置，W提高描述符的准确性，进而提升多模 图像的配准精度。
[0006] 第一个方面，本发明实施例提供一种描述符生成方法，包括：
[0007] 提取图像中的特征点；
[000引提取所述图像的轮廓；
[0009]将形成所述轮廓的各子线段中，具有相近斜率且相邻的至少一条子线段在长度方 向上合并，W形成至少一条线段，所述具有相近斜率的子线段为斜率差小于预设阔值的子 线段；
[0010] 根据所述至少一条线段的方向，确定所述特征点的主方向；
[0011] 根据所述主方向旋转所述特征点的邻域，并根据旋转后的邻域对所述特征点进行 描述，从而生成所述特征点的描述符。
[0012] 在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述根据所述至少一条线段的方向， 确定所述特征点的主方向，具体为：
[0013] 从所述至少一条线段中，确定所述特征点的邻域内长度最长的线段，将所述长度 最长的线段的方向作为所述特征点的主方向。
[0014] 在第一个方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述至少一条线段的方向， 确定所述特征点的主方向，具体为：
[0015] 确定所述特征点的邻域内各所述线段的平均梯度，对于每一条所述线段，所述平 均梯度为所述线段包括的至少两个点沿所述线段方向的梯度的平均值；
[0016] 确定所述特征点的邻域内所述平均梯度最大的线段，将所述平均梯度最大的线段 的方向作为所述特征点的主方向。
[0017] 结合第一个方面、第一个方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一个方面 的第=种可能的实现方式中，所述根据旋转后的邻域对所述特征点进行描述，从而生成所 述特征点的描述符，具体为：
[001引将所述旋转后的邻域划分为NXN个子区域，N> 1 ;
[0019] 在各子区域内将0~360°划分为4个方向；
[0020] 对于每一子区域，确定子区域的各方向的梯度幅值；
[0021] 对各子区域的各方向的梯度幅值进行累加，归一化生成所述特征点的描述符。
[0022] 结合第一个方面、第一个方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一个方面 的第四种可能的实现方式中，所述根据旋转后的邻域对所述特征点进行描述，从而生成所 述特征点的描述符，具体为：
[0023] 基于边缘方向直方图描述子对所述旋转后的特征点进行描述，从而生成所述特征 点的描述符。
[0024] 第二个方面，本发明实施例提供一种描述符生成装置，包括：
[0025] 第一提取模块，用于提取图像中的特征点；
[0026] 第二提取模块，用于提取所述图像的轮廓；
[0027] 合并模块，用于将所述第二提取模块提取出的形成所述轮廓的各子线段中，具有 相近斜率且相邻的至少一条子线段在长度方向上合并，W形成至少一条线段，所述具有相 近斜率的子线段为斜率差小于预设阔值的子线段；
[002引确定模块，用于根据所述合并模块合并得到的所述至少一条线段的方向，确定所 述第一提取模块提取出的所述特征点的主方向；
[0029] 处理模块，用于根据所述确定模块确定出的所述主方向旋转所述特征点的邻域， 并根据旋转后的邻域对所述特征点进行描述，从而生成所述特征点的描述符。
[0030] 在第二个方面的第一种可能的实现方式中，所述确定模块，具体用于从所述至少 一条线段中，确定所述特征点的邻域内长度最长的线段，将所述长度最长的线段的方向作 为所述特征点的主方向。
[0031] 在第二个方面的第二种可能的实现方式中，所述确定模块，具体用于确定所述特 征点的邻域内各所述线段的平均梯度，对于每一条所述线段，所述平均梯度为所述线段包 括的至少两个点沿所述线段方向的梯度的平均值；确定所述特征点的邻域内所述平均梯度 最大的线段，将所述平均梯度最大的线段的方向作为所述特征点的主方向。
[0032] 结合第二个方面、第二个方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二个方面 的第=种可能的实现方式中，所述处理模块，具体用于将所述旋转后的邻域划分为NXN个 子区域，N> 1 ;
[0033] 在各子区域内将0~360。划分为4个方向；
[0034] 对于每一子区域，确定子区域的各方向的梯度幅值；
[0035] 对各子区域的各方向的梯度幅值进行累加，归一化生成所述特征点的描述符。
[0036] 结合第二个方面、第二个方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二个方面 的第四种可能的实现方式中，所述处理模块，具体用于基于边缘方向直方图描述子，根据旋 转后的邻域对所述特征点进行描述，从而生成所述特征点的描述符。
[0037]本发明实施例提供的描述符生成方法及装置，对输入图像提取轮廓，并根据轮廓 提取至少一条线段，然后根据线段的方向确定检测出的特征点的主方向，根据主方向对特 征点的邻域进行旋转，并根据旋转后的邻域对特征点进行描述，从而生成特征点的描述符。 该过程中，主方向的确定主要依赖于特征点邻域的线段的方向，而多模图像中，线段相对于 点更加稳定，使得各幅图像对应的特征点的描述符具有可重复性，提高描述符的准确性，进 而提高多模图像配准精度。
【附图说明】
[003引图1为本发明描述符生成方法实施例一的流程图；
[0039] 图2为本发明描述符生成过程中特征点的邻域的旋转示意图；
[0040] 图3为本发明描述符生成装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0041] 图1为本发明描述符生成方法实施例一的流程图