描述符生成方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及圖像配準技術，尤其設及一種描述符生成方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 圖像配準指將不同時間、不同成像傳感器或不同條件下獲取的至少兩幅圖像進行 匹配、疊加的過程。該過程中，若被配準的圖像來自同一類型的成像傳感器，如同為可見光 成像傳感器或同為紅外成像傳感器，則該配準過程稱之為單模圖像配準；否則，若被配準的 圖像分別來自不同類型的成像傳感器，則該配準過程稱之為多模圖像配準。
[0003] 現有技術基于特征點的圖像配準中，對每幅圖像提取特征點，并確定特征點的主 方向，將坐標軸旋轉為特征點的主方向，W確保旋轉不變性，然后再基于尺度不變特征轉換 (Scale-invariantFea1:ureTransform,SIFT)描述子對旋轉后的特征點進行描述，從而生 成描述符，最后通過描述符，根據一定的相似性準則對各幅圖像的對應特征點進行配準。其 中，特征點是圖像中一些穩定點，如角點、邊緣點、暗區中的亮點、亮區中的暗點等。描述符 用來描述特征點，其一般是一組向量，包括特征點的位置、方向、尺度等信息，一個良好的描 述符應該具有獨立性和重復性，獨立性是指對于一幅圖像中的一個具體的特征點，該特征 點的描述符是唯一的；重復性是指對于待配準的兩幅圖像或多幅圖像，對應特征點的描述 符是可重復的，即是相同的；主方向與描述符的可重復性具有直接關系，使得描述符具有旋 轉不變性，實現具有旋轉、仿射變換、投影變化的圖像配準。
[0004] 上述圖像配準中，對于一個具體的特征點，根據其鄰域的梯度信息得到梯度方向， 進而將該梯度方向作為該特征點的主方向。若圖像配準為單模圖像配準，則由于被配準的 圖像的局部區域的紋理結構相似，根據梯度信息得到的各幅圖像對應的特征點的主方向較 為一致，各幅圖像對應特征點的描述符具有可重復性，使得圖像的配準精度較高。然而，若 圖像配準為多模圖像配準，則由于被配準的圖像的局部區域紋理結構相差較大，根據梯度 信息得到的各幅圖像對應的特征點的主方向相差較大，而描述符是在特征點的鄰域根據主 方向旋轉后生成的，導致各幅圖像對應特征點的描述符不具可重復性，描述符的準確性較 差，進而使得多模圖像配準精度低。
【發明內容】
[0005] 本發明提供一種描述符生成方法及裝置，W提高描述符的準確性，進而提升多模 圖像的配準精度。
[0006] 第一個方面，本發明實施例提供一種描述符生成方法，包括：
[0007] 提取圖像中的特征點；
[000引提取所述圖像的輪廓；
[0009]將形成所述輪廓的各子線段中，具有相近斜率且相鄰的至少一條子線段在長度方 向上合并，W形成至少一條線段，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預設闊值的子 線段；
[0010] 根據所述至少一條線段的方向，確定所述特征點的主方向；
[0011] 根據所述主方向旋轉所述特征點的鄰域，并根據旋轉后的鄰域對所述特征點進行 描述，從而生成所述特征點的描述符。
[0012] 在第一個方面的第一種可能的實現方式中，所述根據所述至少一條線段的方向， 確定所述特征點的主方向，具體為：
[0013] 從所述至少一條線段中，確定所述特征點的鄰域內長度最長的線段，將所述長度 最長的線段的方向作為所述特征點的主方向。
[0014] 在第一個方面的第二種可能的實現方式中，所述根據所述至少一條線段的方向， 確定所述特征點的主方向，具體為：
[0015] 確定所述特征點的鄰域內各所述線段的平均梯度，對于每一條所述線段，所述平 均梯度為所述線段包括的至少兩個點沿所述線段方向的梯度的平均值；
[0016] 確定所述特征點的鄰域內所述平均梯度最大的線段，將所述平均梯度最大的線段 的方向作為所述特征點的主方向。
[0017] 結合第一個方面、第一個方面的第一種或第二種可能的實現方式，在第一個方面 的第=種可能的實現方式中，所述根據旋轉后的鄰域對所述特征點進行描述，從而生成所 述特征點的描述符，具體為：
[001引將所述旋轉后的鄰域劃分為NXN個子區域，N> 1 ;
[0019] 在各子區域內將0~360°劃分為4個方向；
[0020] 對于每一子區域，確定子區域的各方向的梯度幅值；
[0021] 對各子區域的各方向的梯度幅值進行累加，歸一化生成所述特征點的描述符。
[0022] 結合第一個方面、第一個方面的第一種或第二種可能的實現方式，在第一個方面 的第四種可能的實現方式中，所述根據旋轉后的鄰域對所述特征點進行描述，從而生成所 述特征點的描述符，具體為：
[0023] 基于邊緣方向直方圖描述子對所述旋轉后的特征點進行描述，從而生成所述特征 點的描述符。
[0024] 第二個方面，本發明實施例提供一種描述符生成裝置，包括：
[0025] 第一提取模塊，用于提取圖像中的特征點；
[0026] 第二提取模塊，用于提取所述圖像的輪廓；
[0027] 合并模塊，用于將所述第二提取模塊提取出的形成所述輪廓的各子線段中，具有 相近斜率且相鄰的至少一條子線段在長度方向上合并，W形成至少一條線段，所述具有相 近斜率的子線段為斜率差小于預設闊值的子線段；
[002引確定模塊，用于根據所述合并模塊合并得到的所述至少一條線段的方向，確定所 述第一提取模塊提取出的所述特征點的主方向；
[0029] 處理模塊，用于根據所述確定模塊確定出的所述主方向旋轉所述特征點的鄰域， 并根據旋轉后的鄰域對所述特征點進行描述，從而生成所述特征點的描述符。
[0030] 在第二個方面的第一種可能的實現方式中，所述確定模塊，具體用于從所述至少 一條線段中，確定所述特征點的鄰域內長度最長的線段，將所述長度最長的線段的方向作 為所述特征點的主方向。
[0031] 在第二個方面的第二種可能的實現方式中，所述確定模塊，具體用于確定所述特 征點的鄰域內各所述線段的平均梯度，對于每一條所述線段，所述平均梯度為所述線段包 括的至少兩個點沿所述線段方向的梯度的平均值；確定所述特征點的鄰域內所述平均梯度 最大的線段，將所述平均梯度最大的線段的方向作為所述特征點的主方向。
[0032] 結合第二個方面、第二個方面的第一種或第二種可能的實現方式，在第二個方面 的第=種可能的實現方式中，所述處理模塊，具體用于將所述旋轉后的鄰域劃分為NXN個 子區域，N> 1 ;
[0033] 在各子區域內將0~360。劃分為4個方向；
[0034] 對于每一子區域，確定子區域的各方向的梯度幅值；
[0035] 對各子區域的各方向的梯度幅值進行累加，歸一化生成所述特征點的描述符。
[0036] 結合第二個方面、第二個方面的第一種或第二種可能的實現方式，在第二個方面 的第四種可能的實現方式中，所述處理模塊，具體用于基于邊緣方向直方圖描述子，根據旋 轉后的鄰域對所述特征點進行描述，從而生成所述特征點的描述符。
[0037]本發明實施例提供的描述符生成方法及裝置，對輸入圖像提取輪廓，并根據輪廓 提取至少一條線段，然后根據線段的方向確定檢測出的特征點的主方向，根據主方向對特 征點的鄰域進行旋轉，并根據旋轉后的鄰域對特征點進行描述，從而生成特征點的描述符。 該過程中，主方向的確定主要依賴于特征點鄰域的線段的方向，而多模圖像中，線段相對于 點更加穩定，使得各幅圖像對應的特征點的描述符具有可重復性，提高描述符的準確性，進 而提高多模圖像配準精度。
【附圖說明】
[003引圖1為本發明描述符生成方法實施例一的流程圖；
[0039] 圖2為本發明描述符生成過程中特征點的鄰域的旋轉示意圖；
[0040] 圖3為本發明描述符生成裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0041] 圖1為本發明描述符生成方法實施例一的流程圖