专利名称：从预先计算的尺度空间产生Daisy描述符的制作方法
技术领域：
一个特征涉及计算机视觉，且更明确地说，涉及用于改进图像的辨别与检索性能、处理和/或压缩的方法和技术。
背景技术：
各种应用可受益于具有能够识别视觉表示(例如，图像或图片)中的对象的机器或处理器。计算机视觉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点(例如，所有像素点、所关注的关键点等)的描述符表征。这些技术和/或算法通常还应用于脸部辨别、对象检测、图像匹配、3维结构构造、立体对应和/或运动跟踪，以及其他应用。通常，对象或特征辨别可涉及识别图像中的关注点，以用于特征识别、图像检索和/或对象辨别的目的。优选的是，可选择和/或处理所述点，使得其不因图像尺度改变和/或旋转而变化，且在实质范围的失真、视点改变和/或噪声和照度变化上提供稳健匹配。另外，为了更好地适合例如图像检索和对象辨别等任务，特征描述符可优选在单个特征可对照来自多个目标图像的特征的较大数据库以高概率正确匹配的意义上与众不同。举例来说，可使用高斯金字塔(Gaussian Pyramid)定位关注点来执行局部图像计算。使用若干计算机视觉算法(例如SIFT(尺度不变特征变换)来计算此些点，且接着继续提取其周围的局部化特征，作为检测场景中的特定对象或基于其特征对所查询对象进行分类的初始步骤。在检测到且定位图像中的一个或一个以上点之后，可通过使用各种描述符来识别或描述所述点。举例来说，描述符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。描述符可表示点以及所述点周围的局部邻域。描述提取的目的是获得点周围的局部信息的稳健、无噪声表示。使对应于所述点且由所述描述符表示的个别特征与来自已知对象的特征的数据库匹配。因此，可将对应性搜索系统分为三个模块点检测器、特征描述符和对应性定位符。在这三个逻辑模块中，描述符的构造复杂性和维度对特征匹配系统的性能具有直接且显著的影响。此些特征描述符在实时对象辨别、增强现实、3D重构、全景图拼接、机器人映射、视频跟踪和类似任务中越来越多地找到应用。依据应用，特征描述符(或均等物)的传输和/或存储可限制对象检测的计算速度和/或图像数据库的大小。在移动装置(例如，相机电话、移动电话等)或分布式相机网络的上下文中，可在节点之间的描述符提取中花费相当多的通信和处理资源。描述符提取的计算集约过程趋向于阻碍其对资源受限装置(例如移动电话)的应用或使应用变得复杂。已提出多种描述符，其各自具有不同优点。尺度不变特征变换(SIFT)打开与点的邻域中的(像素梯度的)支配定向对准且大小与检测到的点的尺度等级成比例的正方形贴片。此区中的梯度值在总结在一小区中，每一小区中具有多个仓定向直方图。Daisy描述符已展 示比密集匹配和贴片对应性问题中的SIFT好且快的匹配性能。Daisy描述符优于SIFT描述符的一个重要优点是在构造Daisy描述符时，经定向的导数的空间装仓代表不同分辨率。更具体地说，空间仓大小对于位于较远离所述点的仓来说较大(即，较粗糙)。使用不同分辨率使得Daisy描述符对旋转和尺度改变更稳健。然而，计算快速空间装仓Daisy描述符要求额外存储器为每一图像导数建立三个尺度的尺度空间。Daisy描述符算法的另一重要限制是存储所需的额外存储器(相对于SIFT)。举例来说，八
(8)个经定向导数中的每一者需要三(3)个尺度等级。当使用Daisy描述符时，总的额外存储器针对MxN图像为24xMxN个字节(即，假定一个字节动态范围用于一个经平滑像素)。存储器复杂性对于具有S个尺度等级的尺度空间进一步增加到24xMxNxS。这限制了尺度不变Daisy描述符(即尺度空间中的Daisy描述符)的提取。因此，需要减少产生Daisy描述符且/或将Daisy描述符存储在尺度空间中所需的存储器的量的方法。
发明内容
以下内容呈现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，且无意识别所有实施例的关键或重要元素，也无意划定任何或所有实施例的范围。此概述的唯一目的是以简化形式呈现一个或一个以上实施例的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。本发明提供一种用于产生图像的局部特征描述符的方法。逐渐使所述图像光滑以获得多个尺度空间。从图像的所述多个尺度空间识别第一尺度空间内的点。接着获得所述多个尺度空间中的每一者的多个图像导数，其中从对应图像导数的非负值获得所述多个定向图中的每一者。接着获得所述多个尺度空间中的每一尺度空间的多个定向图。每一尺度空间的所述多个定向图可包含针对多个不同定向的定向图。每一定向图可分解为单个对应的经平滑定向图。使所述多个定向图中的每一者平滑以获得对应的多个经平滑定向图。所述多个经平滑定向图内的定向图的平滑可与定向图的尺度空间等级成比例。接着通过稀疏地取样对应于来自多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图来产生或获得所述点的局部特征描述符。举例来说，局部特征描述符可具有由分布于点的中心上的取样点的空间汇集界定的内核汇集配置。在一些例子中，局部特征描述符可包含从来自所述多个经平滑定向图的稀疏取样的所定向梯度建立的多个直方图。在一个实例中，点可为来自多个尺度空间内的位置子集的取样点。举例来说，可基于对象的预期模式来选择位置子集。在另一实例中，可基于图像内的所识别关键点来选择位置子集，其中关键点是已被识别为对成像条件的变化稳健的点。在一个实例中，所述两个或两个以上尺度空间包含所述第一尺度空间以及分辨率低于所述第一尺度空间的一个或一个以上额外尺度空间。举例来说，稀疏地取样多个经平滑定向图可包含(a)取样第一经平滑定向图上的第一多个点，所述第一多个点布置在与所述点的位置同心的第一环中；(b)取样第二经平滑定向图上的第二多个点，所述第二多个点布置在与所述点的位置同心的第二环中，所述第二经平滑定向图对应于分辨率低于第一尺度空间的第二尺度空间；和/或(c)取样第三经平滑定向图上的第三多个点，所述第三多个点布置在与所述点的位置同心的第三环中，所述第三经平滑定向图对应于分辨率低于第一尺度空间的第三尺度空间。在一个实例中，第二环可具有大于第一环的第一半径的第二半径，且第三环可具有大于第二环的第二 半径的第三半径。根据一个方面，可使用同一平滑系数来平滑多个定向图，第一尺度空间可为两个或两个以上尺度空间中的一者，且第二尺度空间可经选择以实现相对于第一尺度空间的所要平滑。提供用于产生图像的局部特征描述符的图像处理装置。所述图像处理装置可包含输入接口 /装置、存储装置和/或处理电路。所述输入接口可用以或适于获得、步骤和/或接收图像。存储装置可用以存储一个或一个以上图像的局部特征描述符。处理电路耦合到输入接口和存储装置，且可适于执行操作且/或包含一个或一个以上电路以(a)逐渐使所述图像光滑以获得多个尺度空间，(b)识别来自所述多个尺度空间的第一尺度空间内的点，(C)获得所述多个尺度空间中的每一者的多个图像导数。(d)获得所述多个尺度空间中的每一尺度空间的多个定向图，其中从对应图像导数的非负值获得所述多个定向图中的每一者，(e)使所述多个定向图中的每一者平滑以获得对应的多个经平滑定向图，和/或(f)稀疏地取样对应于来自多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图以产生所述点的局部特征描述符。局部特征描述符可具有由分布于点上的中心上的取样点的空间汇集界定的内核汇集配置。所述两个或两个以上尺度空间可包含所述第一尺度空间以及分辨率低于所述第一尺度空间的一个或一个以上额外尺度空间。所述点可为来自多个尺度空间内的位置子集的取样点。稀疏地取样多个经平滑定向图可包含(a)取样第一经平滑定向图上的第一多个点，所述第一多个点布置在与所述点的位置同心的第一环中；(b)取样第二经平滑定向图上的第二多个点，所述第二多个点布置在与所述点的位置同心的第二环中，所述第二经平滑定向图对应于分辨率低于第一尺度空间的第二尺度空间；和/或(c)取样第三经平滑定向图上的第三多个点，所述第三多个点布置在与所述点的位置同心的第三环中，所述第三经平滑定向图对应于分辨率低于第一尺度空间的第三尺度空间。处理装置可进一步适于从所述多个经平滑定向图的所述稀疏取样建立所定向梯度的多个直方图，其中所述局部特征描述符包括所述多个直方图。在一个实例中，使用同一平滑系数来平滑所述多个定向图，所述第一尺度空间为所述两个或两个以上尺度空间中的一者，且第二尺度空间经选择以实现相对于所述第一尺度空间的所要平滑。
各种特征、性质和优点可从结合其中相同参考符号始终对应识别的图式进行时的下文陈述的详细描述内容变得明显。图I是说明用于通过使用高效产生的Daisy描述符对所查询的图像执行对象辨别的功能阶段的框图。图2说明根据一个实例的用以产生Daisy描述符的尺度空间和定向图的产生。图3说明尺度空间的尺度等级可如何包含具有多个梯度定向以界定定向图的像素。图4、5和6说明可如何从尺度空间等级产生定向图。 图7说明Daisy描述符的典型产生。图8说明根据避免针对每一定向图需要产生多个经平滑(卷积)定向图的较高效实例的用以产生经修改Daisy描述符的尺度空间和定向图的产生。图9说明可如何通过使用尺度空间金字塔的多个等级来产生Daisy描述符。图10说明尺度空间上与经修改Daisy描述符相比典型Daisy描述的产生的比较。图11是说明在多个尺度空间等级上产生描述符的描述符产生装置的实例的框图。图12是说明用于在多个尺度空间等级上产生局部特征描述符的方法的流程图。图13是说明适于使用在尺度空间的多个等级上产生的局部描述符执行图像处理以用于图像或对象辨别的示范性移动装置的框图。
具体实施例方式现在参考图式描述各种实施例，其中始终使用相同参考标号来指代相同元件。在以下描述中，出于阐释的目的，陈述许多特定细节以便提供对一个或一个以上实施例的彻底理解。然而，可显而易见，可在无这些特定细节的情况下实践此类实施例。在其它例子中，以框图形式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。综述提供一种用于改进Daisy描述符的产生的技术。提供经修改的Daisy描述符,其将经平滑(卷积)定向图的数目从三个减少到一个，从而减少产生Daisy描述符所需的存储器的量。明确地说，代替于从每一定向图产生多个经平滑定向图，针对每一尺度空间等级的每一定向图(即，其包含对应所定向图像导数的非负值)产生仅一个经平滑定向图。接着，在产生Daisy描述符时使用针对较高尺度空间的经平滑定向图。为了这样做，可特定选择尺度空间金字塔的较高尺度来近似表示分辨率，其原本将已通过产生原始Daisy描述符时所使用的每定向图多个经平滑定向图来获得。在其它实施方案中，可无关于将已由传统Daisy描述符过程使用的分辨率而选择尺度空间金字塔的较高尺度。注意，在尺度空间金字塔的多个等级上产生经修改的Daisy描述符也使得此经修改的Daisy描述符对噪声较稳健。原始Daisy描述符算法使用单个尺度空间等级来得出较精细(当前尺度)和较粗糙(较高尺度)的经平滑定向图，从而依靠尺度空间金字塔的单个等级。相比之下，本发明方法对噪声更稳定，因为金字塔的较高尺度空间等级产生噪声较少的梯度值。这是因为使具有较大内核的图像平滑消除了高频噪声，高频噪声可能由产生定向图的衍生操作放大。示范性对象辨别过程图I是说明用于通过使用高效产生的Daisy描述符对所查询的图像执行对象辨别的功能阶段的框图。在图像捕捉阶段102处，可捕捉或以其它方式获得的查询图像108。举例来说，查询图像108可由图像捕捉装置捕捉，图像捕捉装置可包含一个或一个以上图像传感器和/或模/数转换器，以获得数字捕捉的图像。图像传感器(例如，电荷耦合装置(CCD)、互补金属半导体(CMOS))可将光转换为电子。电子可形成模拟信号，其接着由模/数转换器转换成数字值。以此方式，可以 数字格式捕捉图像108，数字格式可将图像I (x，y)(例如)界定为具有对应色彩、照度和/或其它特性的多个像素。在图像处理阶段104中，接着通过产生对应的尺度空间120 (例如，高斯尺度空间)、执行特征/点检测122、获得每一尺度空间的经定向图像导数119、执行从图像导数的定向图产生121和/或执行尺度空间中的局部特征描述符产生128(例如，经修改的Daisy描述符)来处理捕捉到的图像108。在图像比较阶段106处，使用获得的描述符128来执行与已知描述符的数据库131的特征匹配130。可通过提取尺度空间中的局部特征描述符来类似地产生描述符数据库131中的描述符。就是说，对于多个测试图像，可产生描述符且将其预先存储在描述符数据库131中。接着可对点匹配(例如，基于匹配描述符)执行几何检验或一致性检查132，以确定正确的特征匹配且提供匹配结果134。以此方式，可将查询图像(例如其中的对象)与目标图像109(或对象)的数据库进行比较且/或从中识别。已开发若干算法(包含尺度不变特征变换(SIFT))以执行图像中的特征检测。针对图像中的特定对象的检测的第一步骤是基于其局部特征对所查询的对象进行分类。目的是识别例如对照度、图像噪声、旋转、缩放和/或视点中的小变化不变且/或稳健的特征。就是说，尽管两个图像之间存在照度、图像噪声、旋转、缩放和/或视点的差异，但应找出查询图像与比较目标图像之间的匹配。Daisy描述符已展示比密集匹配和贴片对应性问题中的SIFT描述符好且快的匹配性能。Daisy描述符优于SIFT描述符的一个重要优点是在Daisy描述符在不同分辨率下使用经定向的导数的空间装仓。具体地说，在Daisy描述符产生中，空间仓大小对于位于较远离点的仓来说较大。这使得Daisy描述符对旋转和尺度改变更稳健。示范性典型Daisy描述符产生界定Daisy描述符以找出对象的两个视点之间的对应性。由于匹配需要两个图像中的每个像素对应性，因此实现此的高效方式是为可接着进行比较的图像界定一个或一个以上描述符。尺度不变特征变换(SIFT)和梯度位置和定向直方图(GLOH)等传统描述符通过首先取得图像的经定向导数且接着在指定空间区中用定向直方图表示所定向导数来建立其描述符。此程序需要计算，因为其需要针对对应直方图仓的每个像素梯度计算三线性内插(即，两个用于空间，且一个用于定向。Daisy描述符通过用所定向导数的平滑代替线性内插来克服此问题。此外，用以产生Daisy描述符的空间装仓布局(即，较大仓从经平滑定向图的多个等级上的点移出)允许对尺度、位置和定向变化的较多稳健性。—般来说，为了产生典型的Daisy描述符，首先处理图像以获得尺度空间。处理尺度空间以获得对应的所定向导数(即，定向图)。使用多个不同平滑系数来平滑每一所定向导数，以针对每一所定向导数获得多个经平滑(卷积)定向图。接着使用所述多个经平滑定向图产生Daisy描述符。图2说明根据一个实例的用以产生Daisy描述符的尺度空间和定向图的产生。首先，可逐渐平滑/模糊数字图像I (X，y) 201，以构造尺度空间金字塔202。图像尺度空间金字塔202是离散表示，其中在空间和尺度两者上对尺度空间进行取样。模糊(平滑)通常涉及在尺度C。下使原始图像I(x，y)与模糊/平滑功能G(x，y，CicO(也表示为平滑功能Sci.)卷积，使得尺度空间L(x，y, Ci σ)界定为L(x, y, ο,σ) = G(x, y,c,a) * I(x, y) 二 ge:n * I(x, y)(等式！)在一个实例中，尺度空间金字塔202可为高斯尺度空间金字塔。因此，平滑/模糊功能G可为高斯内核，其中Ci0表示用于模糊图像I (X，y)的高斯函数G的缩放或平滑系数。随着乘数 变化(Ci :C(I < C1 < C2 < C3 < c4)，缩放系数CiO变化，且获得图像I (X，Y)的逐渐模糊/平滑。此处，用于获得缩放/平滑系数(例如，高斯内核的宽度)的标准偏 差σ (步长)使得缩放/平滑系数Ci。由。i(即Qi = Ci表示。当图像I(x，y)201与平滑函数G递增地卷积，以产生模糊的图像尺度空间L，模糊的图像尺度空间L由尺度空间中的常数因子c分离。随着模糊(平滑)的图像尺度空间L的数目增加，且用于尺度空间金字塔202的近似接近连续空间，两个邻近尺度接近一个尺度。在一个实例中，图像尺度空间L可由倍频程分组，其中倍频程可对应于标准偏差σ的值的加倍。此外,选择乘数C1 (例如Cci < C1 < C2 < C3 < C4...)的值，使得每倍频程获得固定数目的图像尺度空间L。可使尺度空间与尺度的比率保持恒定，使得脉冲响应在金字塔202的所有等级中相同。在一个实例中，缩放的每一倍频程可对应于明确的图像重新定大小。因此，随着图像I(x，y)201由逐渐模糊/平滑函数G模糊/平滑，渐进地减少像素的数目。对于尺度空间，可以指数方式排列尺度等级，例如作为二(2)的整数幂(例如，σ i =21，其中 i = 0,0. 25,0. 5,0. 75、1、1· 25,1. 5,1. 75、2、…、3、…)在其它实例中，可需要两个或甚至较小缩放步骤的较靠近的尺度间距，例如平方根。在另一实例中，s/S金字塔的尺度空间等级可界定为2，其中S界定每一倍频程的分辨率，且s为对于正整数k在I与k之间的尺度等级。举例来说，在以上实例中，S = 4且因此对于k= {1，2，3，4}，倍频程O尺度等级标准偏差为 Oi= {0，O. 25，O. 5，O. 75，I}。注意，在传统的Daisy描述符算法中，实际上不产生尺度空间金字塔202。代替的，图像201仅模糊/平滑，且从图像201的经平滑版本产生Daisy描述符。举例来说，仅可产生经平滑图像204，而不产生尺度空间金字塔202的其它等级。第二，产生尺度空间202的每一尺度等级204的所定向导数,以获得多个对应
的图像导数203(也称为“所定向导数”)。在此实例中，所述多个图像导数202可包含多个图像导数。注意，对于每一尺度空间204，产生对应于不同定向(例如X、Y、Z、W定向)的多个图像导数 δ χ 221、δγ 223、δ 1 225 和 5W 227。第三，接着处理图像导数203以获得对应的定向图206。在此处说明的实例中，将O运算符应用于图像导数的每一值，以产生对应的定向图。举例来说，O运算符可取任何负值8，并将其设定为零(O)，使得—fO如果《so = \5；f 如果 <>0°举例来说，第一图像导数δχ 221具有对应的定向图Υχ208，第二图像导数δχ223具有对应的定向图Yx 210，第三图像导数δχ 225具有对应的定向图Yx 212，且第四图像导数δχ 227具有对应的定向图Yx 213。图3说明多个图像导数203中的图像导数
221如何可包含具有多个梯度定向的像素。定向图包含图像I(x，7)201的经定向图
像导数(￡)203 (即，来自尺度空间202的图像的经平滑版本的导数)的正分量，其中(·) + = max(.，0)仅保留沿所述定向的正导数。(.)+运算符或函数可削顶函数，其将对应图像导数的任何负像素梯度值设定为零。图4、5和6说明可如何从尺度空间等级产生定向图。尺度空间等级204可为图像
201的经平滑版本。通过取尺度空间等级204的多个所定向导数,可获得多个图像导数
Sx 221、δγ 223、δζ 225和δ1 227。在此实例中可使用η个像素乘以m个像素的图像空间(例如，n = m和/或η古m)。图4说明沿χ定向的定向图的产生。沿χ定向将χ滤波器[-1 O I]应用于尺度空间等级204的像素梯度值β ij;以产生具有多个值δ Xij的对应图像导数221。以移位方式在χ定向上沿图像尺度空间等级204的每一行应用χ滤波器，且将其定中心在χ滤波器[-101]的“O”值上。举例来说，对于像素梯度值βη，χ定向值6!￡11等于他@11+&@12 =β12。同样地，对于像素梯度值β 12，χ定向值δ χ12等于-Ix β η+0χ β 12+1χ β 13。类似地,对于像素梯度值β 13，x定向值δ x13等于-1χ β 12+0χ β 13+1χ β 14。通过移动χ滤波器越过尺度空间等级204的每一行来重复此过程以产生图像导数221。接着将()+运算符应用于图像导数221的每一值δχ，以获得具有多个值厂的对应定向图208。注意，在使用0+运算符计算每一定向图值y时，仅使用沿定向的正导
数。举例来说，在计算定向图时，运算符(.)+表示仅使用沿给定定向的正像素梯度值
S u(即，像素值导数)(即，将Sij的负值设定为O)。举例来说，如果δ12 = -4，那么Y12=0。通常，如果特定像素梯度值3^<0，那么Yij = 0。因此，仅像素梯度值Sij > O对定向值的计算作贡献。
'-Γ图5说明沿y定向的定向图的产生。沿y定向将y滤波器O应用于尺度空间等
I
级204的像素梯度值β iJ；以产生具有多个值δ ^ij的对应经定向图像导数223。以移位方式在y定向上沿尺度空间等级204的每一列施加I滤波器，且将其定中心在I滤波器[-1 OI]的“O”值上。举例来说，对于像素梯度值i3n，y定向值Sin等于0χβη+1χβ21 = β21。同样地，对于像素梯度值@2i，y定向值δ y21等于-Ιχβ η+0χβ 21+1χβ 31。类似地,对于像素梯度值P31，y定向值δ y31等于- χβ 12+0χβ 31+1χβ 41。通过移动y滤波器越过尺度空间等级204的每一列来重复此过程以产生图像导数223。接着将0 +运算符应用于图像导数223的每一值Sy，以获得具有多个值Yy的对应定向图210。在一个实例中，χ定向可为O度，而y定向可为90度。可针对不同定向产生多个额外图像导数。举例来说，可通过取O度图像导数的负值来获得180度定向的图像导数。类似地，可通过取90度图像导数的负值来获得270度定向的图像导数。以此方式，可获得四个定向图(即，O度、90度、180度和270度)。在其它实施方案中，可针对其它定向(例如45度、135度、225度和415度)获得额外定向图。图6说明沿z定向的定向图的产生。此z定向可(例如)在χ定向与y定向之间。在一些实施方案中，可通过在对角方向上移位滤波器(例如[-101])来产生此z定向图212。然而，或者可使用可转向滤波器602来获得z定向图212。可转向滤波器602可线性地组合两个其它图像导数(例如，χ定向图像导数221和y定向图像导数223)，以获得沿z方向的图像导数225。明确地说，此线性组合对应的所定向图像导数值δχ与δ%以获得对应的ζ定向图像导数值δζ。χ定向图像导数221和y定向图像导数223的特定线性组合可取决于正寻找的特定图像导数定向。举例来说，如果寻找45度图像导数定向，那么可组合χ和y定向图像导数221和223的图像导数值δ 与δ \以获得对应的导数值SzijW此方式，可获得45度的各种乘数。类似地，可获得其它定向图(例如，15或30度的乘数)。一般来说，对于角度Φ，可获得对应的图像导数值为
权利要求
1.一种用于产生图像的局部特征描述符的方法，其包括 识别来自图像的多个尺度空间的第一尺度空间内的点； 获得所述多个尺度空间中的每一尺度空间的多个定向图； 使所述多个定向图中的每一者平滑以获得对应的多个经平滑定向图；以及 稀疏地对对应于来自所述多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图进行取样，以产生所述点的局部特征描述符。
2.根据权利要求I所述的方法，其进一步包括 使所述图像逐渐地平滑以获得所述多个尺度空间，其中所述多个经平滑定向图内的一定向图的所述平滑与所述定向图的尺度空间等级成比例。
3.根据权利要求I所述的方法，其进一步包括 获得所述多个尺度空间中的每一者的多个图像导数，其中从对应图像导数的非负值获得所述多个定向图中的每一者。
4.根据权利要求I所述的方法，其中所述点是来自所述多个尺度空间内的位置子集的取样点。
5.根据权利要求4所述的方法，其中基于对象的预期模式选择所述位置子集。
6.根据权利要求4所述的方法，其中基于所述图像内的所识别关键点来选择所述位置子集，其中关键点是已识别为对成像条件的变化稳健的点。
7.根据权利要求I所述的方法，其中所述两个或两个以上尺度空间包含所述第一尺度空间以及分辨率低于所述第一尺度空间的一个或一个以上额外尺度空间。
8.根据权利要求I所述的方法，其中所述局部特征描述符具有由分布于所述点的中心上的取样点的空间汇集界定的内核汇集配置。
9.根据权利要求I所述的方法，其中稀疏地对多个经平滑定向图进行取样包含对第一经平滑定向图上的第一多个点进行取样，所述第一多个点布置在与所述点的位置同心的第一环中；以及 对第二经平滑定向图上的第二多个点进行取样，所述第二多个点布置在与所述点的所述位置同心的第二环中，所述第二经平滑定向图对应于分辨率低于所述第一尺度空间的第二尺度空间。
10.根据权利要求4所述的方法，其中稀疏地对多个经平滑定向图进行取样进一步包含对第三经平滑定向图上的第三多个点进行取样，所述第三多个点布置在与所述点的所述位置同心的第三环中，所述第三经平滑定向图对应于分辨率低于所述第一尺度空间的第三尺度空间。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第二环具有大于所述第一环的第一半径的第二半径，且所述第三环具有大于所述第二环的所述第二半径的第三半径。
12.根据权利要求I所述的方法，其中每一尺度空间的所述多个定向图包含针对多个不同定向的定向图。
13.根据权利要求I所述的方法，其中每一定向图分解为单个对应的经平滑定向图。
14.根据权利要求I所述的方法，其进一步包括 从所述多个经平滑定向图的所述稀疏取样建立所定向梯度的多个直方图，其中所述局部特征描述符包括所述多个直方图。
15.根据权利要求I所述的方法，其中使用同一平滑系数来平滑所述多个定向图，所述第一尺度空间为所述两个或两个以上尺度空间中的一者，且第二尺度空间经选择以实现相对于所述第一尺度空间的所要平滑。
16.一种图像处理装置，其包括 输入接口，其适于获得图像； 存储装置，其用以存储一个或一个以上图像的局部特征描述符； 处理电路，其耦合到所述输入接口和所述存储装置，所述处理装置适于 识别来自图像的多个尺度空间的第一尺度空间内的点； 获得所述多个尺度空间中的每一尺度空间的多个定向图； 使所述多个定向图中的每一者平滑以获得对应的多个经平滑定向图；以及 稀疏地对对应于来自所述多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图进行取样，以产生所述点的局部特征描述符。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述两个或两个以上尺度空间包含所述第一尺度空间以及分辨率低于所述第一尺度空间的一个或一个以上额外尺度空间。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述处理装置进一步适于 获得所述多个尺度空间中的每一者的多个图像导数，其中从对应图像导数的非负值获得所述多个定向图中的每一者。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述点是来自所述多个尺度空间内的位置子集的取样点。
20.根据权利要求16所述的装置，其中所述局部特征描述符具有由分布于所述点上的中心上的取样点的空间汇集界定的内核汇集配置。
21.根据权利要求16所述的装置，其中稀疏地对多个经平滑定向图进行取样包含对第一经平滑定向图上的第一多个点进行取样，所述第一多个点布置在与所述点的位置同心的第一环中；以及 对第二经平滑定向图上的第二多个点进行取样，所述第二多个点布置在与所述点的所述位置同心的第二环中，所述第二经平滑定向图对应于分辨率低于所述第一尺度空间的第二尺度空间。
22.根据权利要求21所述的装置，其中稀疏地对多个经平滑定向图进行取样进一步包含 对第三经平滑定向图上的第三多个点进行取样，所述第三多个点布置在与所述点的所述位置同心的第三环中，所述第三经平滑定向图对应于分辨率低于所述第一尺度空间的第三尺度空间。
23.根据权利要求16所述的装置，其中所述处理装置进一步适于 从所述多个经平滑定向图的所述稀疏取样建立所定向梯度的多个直方图，其中所述局部特征描述符包括所述多个直方图。
24.根据权利要求16所述的装置，其中使用同一平滑系数来平滑所述多个定向图，所述第一尺度空间为所述两个或两个以上尺度空间中的一者，且第二尺度空间经选择以实现相对于所述第一尺度空间的所要平滑。
25.一种图像处理装置，其包括用于识别来自图像的多个尺度空间的第一尺度空间内的点的装置； 用于获得所述多个尺度空间中的每一尺度空间的多个定向图的装置； 用于使所述多个定向图中的每一者平滑以获得对应的多个经平滑定向图的装置；以及用于稀疏地对对应于来自所述多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图进行取样以产生所述点的局部特征描述符的装置。
26.根据权利要求25所述的装置，其进一步包括 用于获得所述多个尺度空间中的每一者的多个图像导数的装置，其中所述多个定向图中的每一者是从对应图像导数的非负值获得。
27.根据权利要求25所述的装置，其中所述点是来自所述多个尺度空间内的位置子集的取样点。
28.根据权利要求25所述的装置，其中所述两个或两个以上尺度空间包含所述第一尺度空间以及分辨率低于所述第一尺度空间的一个或一个以上额外尺度空间。
29.根据权利要求25所述的装置，其中所述局部特征描述符具有由分布于所述点上的中心上的取样点的空间汇集界定的内核汇集配置。
30.根据权利要求25所述的装置，其中用于稀疏地对多个经平滑定向图进行取样的装置包含 用于对第一经平滑定向图上的第一多个点进行取样的装置，所述第一多个点布置在与所述点的位置同心的第一环中；以及 用于对第二经平滑定向图上的第二多个点进行取样的装置，所述第二多个点布置在与所述点的所述位置同心的第二环中，所述第二经平滑定向图对应于分辨率低于所述第一尺度空间的第二尺度空间。
31.根据权利要求30所述的装置，其中用于稀疏地对多个经平滑定向图进行取样的装置进一步包含 用于对第三经平滑定向图上的第三多个点进行取样的装置，所述第三多个点布置在与所述点的所述位置同心的第三环中，所述第三经平滑定向图对应于分辨率低于所述第一尺度空间的第三尺度空间。
32.根据权利要求25所述的装置，其进一步包括 用于从所述多个经平滑定向图的所述稀疏取样建立所定向梯度的多个直方图的装置，其中所述局部特征描述符包括所述多个直方图。
33.一种处理器可读媒体，其包括在装置中操作的一个或一个以上指令，所述指令在由处理电路执行时，致使所述处理电路 识别来自图像的多个尺度空间的第一尺度空间内的点； 获得所述多个尺度空间中的每一尺度空间的多个定向图； 使所述多个定向图中的每一者平滑以获得对应的多个经平滑定向图；以及稀疏地对对应于来自所述多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图进行取样，以产生所述点的局部特征描述符。
34.根据权利要求33所述的处理器可读媒体，其中所述两个或两个以上尺度空间包含所述第一尺度空间以及分辨率低于所述第一尺度空间的一个或一个以上额外尺度空间。
全文摘要
在图像尺度空间的多个层级上产生用于图像中的点的局部特征描述符。逐渐使所述图像平滑以获得多个尺度空间。可将点识别为来自所述多个尺度空间的第一尺度空间内的关注点。针对所述多个尺度空间中的每一者获得多个图像导数。针对所述多个尺度空间中的每一尺度空间(从所述多个图像导数)获得多个定向图。接着使所述多个定向图中的每一者平滑(例如，卷积)以获得对应多个经平滑定向图。因此，可通过稀疏地对对应于来自所述多个尺度空间的两个或两个以上尺度空间的多个经平滑定向图进行取样来产生所述点的局部特征描述符。
文档编号G06K9/46GK102859535SQ201180019900
公开日2013年1月2日 申请日期2011年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者奥努尔·哈姆西奇, 约翰·H·洪, 尤里·列兹尼克, 桑迪普·瓦达迪, 重·李 申请人:高通股份有限公司