ar小波向量，本发明的实施例将其 所需的积分图数据改进为通过均值滤波等图像尺度分析方法进行尺度化变换，得到不同尺 度下的积分图数据，即在尺度化积分图中计算化ar小波向量时，尺寸间隔S将被归一化为1 进行计算。尺度化的积分图相较对于原始积分图而言，图尺寸按尺度进行了比例缩小，即对 于尺度为S的尺度化积分图，其行缓存所需行宽为原始积分图行宽的1/s。积分图尺度化剔 除了大量的缓存冗余数据，并使得在较大尺度下的数据得到了更高的压缩比；同时，不同尺 度下的特征点所需的积分图缓存行数也得到了归一化。虽然缓存个数由一个大的原始积分 图变为了多个较小的尺度化积分图，但由于尺度化方法为图尺寸行列均缩小，因此仍实现 了有效降低存储资源占用，实现了对高分辨率图像的缓存支持。简言之，即本发明的实施例 通过对积分图进行尺度化变换后进行存储，剔除了大量冗余数据，降低了存储资源占用。
[0053] 根据本发明实施例的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，充分利用 了在计算化ar小波向量时，基于亚像素坐标插值的图像信息还原能力，获得了更接近于理 论算法的计算结果;并且优化了缓存数据的读取带宽，使得计算性能满足实时要求;还通过 优化缓存结构，剔除冗余数据，降低了对存储资源的需求，从而实现了在提高计算精度的同 时，还提高了计算性能，降低了资源占用，克服了处理实时高分辨率图像时的性能和资源不 足的问题。
[0054] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中屯、"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、 "厚度"、"上"、"下"、"前"、"后左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底""内"、"外"、"顺时 针"、"逆时针"、"轴向"、"径向"、"周向"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、W特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0055] 此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性 或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可W明示或者 隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，Ξ 个等，除非另有明确具体的限定。
[0056] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等 术语应做广义理解，例如，可W是固定连接，也可W是可拆卸连接，或成一体;可W是机械连 接，也可W是电连接;可W是直接相连，也可W通过中间媒介间接相连，可W是两个元件内 部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员 而言，可W根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0057] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可W 是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在 第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示 第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可W是第 一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0058] 在本说明书的描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示 例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特 点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不 必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可W在任 一个或多个实施例或示例中W合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技 术人员可W将本说明书中描述的不同实施例或示例W及不同实施例或示例的特征进行结 合和组合。
[0059] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可W理解的是，上述实施例是示例 性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可W对上述 实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1. 一种基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在于，包括： 积分图计算模块，所述积分图计算模块用于读取预先缓存的输入图像，并计算得到所 述输入图像的积分图数据； 特征点定位模块，所述特征点定位模块与所述积分图计算模块相连，用于根据所述积 分图数据得到符合预设条件的特征点的亚像素位置，其中，所述亚像素位置包括亚像素坐 标及所在尺度； 尺度化缓存插值模块，所述尺度化缓存插值模块与所述积分图计算模块相连，用于对 所述积分图数据进行多尺度化缓存，以得到整数坐标数据组，并对所述整数坐标组进行插 值； 特征点方向计算模块，所述特征点方向计算模块分别与所述特征点定位模块和所述尺 度化缓存插值模块相连，用于根据每个所述特征点的亚像素位置及所述尺度化缓存插值模 块输出的插值结果确定每个特征点的特征方向； 特征点描述符向量计算模块，所述特征点描述符向量计算模块分别与所述特征点方向 模块和所述尺度化缓存插值模块相连，用于根据所述特征点的亚像素位置、所述插值结果 和特征点方向，计算得到特征点描述符向量； 单位向量计算模块，所述单位向量计算模块与所述特征点描述符向量计算模块相连， 用于对所述特征点描述符向量进行单位化，以得到预设小数精度的特征点单位向量描述符 向量。2. 根据权利要求1所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于，所述尺度化缓存插值模块用于： 将特征点方向计算所需的邻域点作为积分图数据插值，并将所述积分图数据插值存储 于尺度化积分图缓存组中；以及 将特征点描述符向量计算所需的邻域点作为Haar小波向量数据插值，并将所述Haar小 波向量数据插值分别存储于第一尺度化缓存组和第二尺度化缓存组中。3. 根据权利要求1所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于，所述尺度化缓存插值模块输出的插值结果包括亚像素积分图数据和亚像素Haar小波向 量数据。4. 根据权利要求3所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于， 所述特征点方向计算模块用于根据每个特征点的亚像素位置得到对应的多个邻域点 所复用的多个积分图数据的亚像素坐标，并从所述尺度化缓存插值模块中读取所述亚像素 积分图数据，通过HaaH十算后得到Haar小波向量，并根据所述Haar小波向量确定每个特征 点的特征方向。5. 根据权利要求3所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于， 所述特征点描述向量计算模块用于根据所述特征点的亚像素位置和特征点方向，计算 对应的多个邻域点的亚像素坐标，并从所述尺度化缓存插值模块中读取所述亚像素Haar小 波向量数据，并通过高斯累加后得到所述特征点描述符向量。6. 根据权利要求2所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于，所述尺度化积分图缓存组、第一尺度化缓存组和第二尺度化缓存组均包括第一至第四 尺度化缓存，所述第一至第四尺度化缓存分别包括第五至第八尺度化子缓存，所述第五至 第八尺度化子缓存分别根据数据的坐标信息的奇偶性对数据进行存储。7. 根据权利要求6所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于，所述第一至第四尺度化缓存的尺度各不相同。8. 根据权利要求6所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于，其中，所述尺度化缓存插值模块还用于： 在所述特征点方向计算模块和特征点描述符向量计算模块将亚像素坐标信息传入时， 根据坐标信息分别从所述第五至第八尺度化子缓存中读取相应的数据，以构成亚像素数据 插值所需的所述整数坐标数据组。9. 根据权利要求8所述的基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，其特征在 于，所述整数坐标数据组包括:左上、右上、右下和左下四个整数坐标。
【专利摘要】本发明提出一种基于尺度化缓存插值结构的鲁棒特征点提取系统，包括：积分图计算模块，用于得到积分图数据；特征点定位模块，根据积分图数据得到符合预设条件的特征点的亚像素位置；尺度化缓存插值模块，对积分图数据进行多尺度化缓存和插值；特征点方向计算模块，根据每个特征点的亚像素位置及尺度化缓存插值模块输出的插值结果确定每个特征点的特征方向；特征点描述符向量计算模块，根据特征点的亚像素位置、积分图数据的插值结果和特征点方向，得到特征点描述符向量；单位向量计算模块，对特征点描述符向量进行单位化，以得到预设小数精度的特征点单位向量描述符向量。本发明提高了鲁棒特征点提取算法的计算精度和计算性能，降低了资源占用。
【IPC分类】G06K9/46
【公开号】CN105447493
【申请号】CN201510868049
【发明人】贾希杰, 郭开元, 汪玉, 王文强, 杨华中
【申请人】清华大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月1日