提取高容量源圖像的特征信息的設(shè)備和方法
【專利摘要】提供了一種使用尺度不變特征變換（SIFT）算法提取高容量源圖像的特征信息的設(shè)備和方法。所述設(shè)備可包括：第一主接口單元，被配置用于從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第一源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像；特征信息提取單元，被配置用于接收產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并從輸入的所述至少一個(gè)塊圖像提取特征信息，并且第一主接口單元可被配置用于通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生所述至少一個(gè)塊圖像。
【專利說明】提取高容量源圖像的特征信息的設(shè)備和方法
[0001]本申請(qǐng)要求2012年6月20日提交到韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局的第10-2012-0066061號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)利益，該申請(qǐng)的公開通過引用合并于此。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]示例實(shí)施例涉及一種通過將高容量源圖像劃分為至少一個(gè)塊(tile)圖像并讀取所述至少一個(gè)塊圖像，使用尺度不變特征變換(SIFT)算法而不管SIFT核心的處理容量來提取特征信息的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0003]提取圖像中的特征的位置并存儲(chǔ)所述特征的描述符的尺度不變特征變換(SIFT)算法在圖像處理應(yīng)用中被廣泛使用。
[0004]使用SIFT算法產(chǎn)生的包括特征位置和描述符的特征信息針對(duì)亮度的改變、旋轉(zhuǎn)、縮放比例的改變和視點(diǎn)具有魯棒屬性。
[0005]因此，SIFT算法被用于對(duì)圖像處理應(yīng)用中的至少兩個(gè)圖像進(jìn)行匹配。
[0006]也就是說，由于SIFT算法提取針對(duì)圖像尺寸的改變、旋轉(zhuǎn)和亮度的改變的魯棒特征，故SIFT算法可被用于圖像中的校正匹配。
[0007]使用SIFT算法提取特征信息，需要相對(duì)大量的計(jì)算。
[0008]將SIFT算法實(shí)現(xiàn)為硬件并將更高等級(jí)算法實(shí)現(xiàn)為軟件的方法在處理高清晰度高容量圖像中會(huì)是有利的。
[0009]SIFT算法可被實(shí)現(xiàn)為用于分布式圖像處理的硬件和軟件。然而，盡管存在與高清晰度高容量圖像的快速處理相關(guān)聯(lián)的硬件成本，可優(yōu)選的是將所有功能的處理作為硬件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]通過提供一種用于提取特征信息的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)前述和/或其它方面，所述設(shè)備包括:第一主接口單元，被配置用于從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第一源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像；特征信息提取單元，被配置用于接收產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并從輸入的所述至少一個(gè)塊圖像提取特征信息，第一主接口單元可被配置用于通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生所述至少一個(gè)塊圖像。
[0011]第一主接口單元可被配置用于通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生第一塊圖像和第二塊圖像，從而具有預(yù)定區(qū)域的第一塊圖像和第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
[0012]特征信息提取單元可被配置用于提取所述至少一個(gè)塊圖像的特征位置以及與特征位置相應(yīng)的描述符中的至少一個(gè)作為特征信息。
[0013]特征信息提取單元可被配置用于將輸入的所述至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第一子八度(octave)，通過將所述至少一個(gè)第一子八度與高斯濾波器進(jìn)行卷積來產(chǎn)生至少一個(gè)高斯圖像，從產(chǎn)生的所述至少一個(gè)高斯圖像產(chǎn)生至少一個(gè)高斯差分(DoG)圖像，從產(chǎn)生的所述至少一個(gè)DoG圖像產(chǎn)生候選特征，并從候選特征提取特征信息。
[0014]特征信息提取單元可被配置用于將輸入的所述至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第一子八度，從確定的所述至少一個(gè)第一子八度確定第一候選特征，通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)第二子八度，基于產(chǎn)生的所述至少一個(gè)第二子八度確定第二候選特征，并通過將確定的第一候選特征與確定的第二候選特征進(jìn)行比較來提取特征信息。
[0015]所述設(shè)備還可包括:第二主接口單元，被配置用于通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)減小的圖像，通過去除產(chǎn)生的所述至少一個(gè)減小的圖像的重疊區(qū)域來產(chǎn)生第二源圖像，并執(zhí)行產(chǎn)生的第二源圖像到高容量短期存儲(chǔ)器的寫入處理。
[0016]第一主接口單元可被配置用于從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第二源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像，特征信息提取單元可被配置用于接收作為第二子八度的從第二源圖像產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并確定第二候選特征。
[0017]通過提供一種用于提取特征信息的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)前述和/或其它方面，所述設(shè)備包括:讀取單元，被配置用于在高容量短期存儲(chǔ)器中讀取從第一源圖像劃分的至少一個(gè)第一塊圖像；尺度不變特征變換(SIFT)算法操作單元，被配置用于通過將SIFT算法應(yīng)用到讀取的所述至少一個(gè)第一塊圖像來產(chǎn)生第一候選特征，并通過將所述至少一個(gè)第一塊圖像縮小尺寸來輸出至少一個(gè)第二塊圖像；寫入單元，被配置用于通過合成輸出的所述至少一個(gè)第二塊圖像來產(chǎn)生第二源圖像，并執(zhí)行產(chǎn)生的第二源圖像到高容量短期存儲(chǔ)器的寫入處理，讀取單元可被配置用于讀取從第二源圖像劃分的所述至少一個(gè)第二塊圖像，SIFT算法操作單元可被配置用于從讀取的所述至少一個(gè)第二塊圖像產(chǎn)生第二候選特征，并基于產(chǎn)生的第一候選特征和產(chǎn)生的第二候選特征產(chǎn)生特征信息。
[0018]讀取單元可被配置用于讀取基于第一源圖像的水平分辨率從第一源圖像劃分的所述至少一個(gè)第一塊圖像，并讀取基于第二源圖像的水平分辨率從第二源圖像劃分的所述至少一個(gè)第二塊圖像。
[0019]讀取單元可被配置用于讀取所述至少一個(gè)第一塊圖像中的每一個(gè)或者所述至少一個(gè)第二塊圖像中的每一個(gè)，從而具有預(yù)定區(qū)域的所述至少一個(gè)第一塊圖像和所述至少一個(gè)第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
[0020]寫入單元可被配置用于通過基于重疊區(qū)域合成所述至少一個(gè)第二塊圖像來產(chǎn)生第二源圖像。
[0021]通過提供一種提取源圖像的特征信息的方法來實(shí)現(xiàn)前述和/或其它方面，所述方法包括:由第一主接口單元從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第一源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像；由特征信息提取單元接收產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并從輸入的所述至少一個(gè)塊圖像提取特征信息，從第一源圖像產(chǎn)生所述至少一個(gè)塊圖像的步驟可包括通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生第一塊圖像和第二塊圖像，從而具有預(yù)定區(qū)域的第一塊圖像和第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
[0022]提取特征信息的步驟可包括:將輸入的所述至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第一子八度，并從確定的所述至少一個(gè)第一子八度確定至少一個(gè)第一候選特征；通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)第二子八度，并基于產(chǎn)生的所述至少一個(gè)第二子八度確定第二候選特征；通過將確定的第一候選特征與確定的第二候選特征進(jìn)行比較來提取特征信息。
[0023]所述方法還可包括:由第二主接口單元通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)減小的圖像，通過去除產(chǎn)生的所述至少一個(gè)減小的圖像的重疊區(qū)域來產(chǎn)生第二源圖像，并執(zhí)行產(chǎn)生的第二源圖像到高容量短期存儲(chǔ)器的寫入處理。
[0024]所述方法還可包括:由第一主接口單元從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第二源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像，確定第二候選特征的步驟可包括接收作為第二子八度的從第二源圖像產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并確定第二候選特征。
[0025]將在接下來的描述中部分闡述實(shí)施例另外的方面，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本公開的實(shí)施而得知。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]通過下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行的描述，這些和/或其它方面將會(huì)變得清楚和更易于理解，其中:
[0027]圖1示出用于提取特征信息的設(shè)備的示例；
[0028]圖2示出將源圖像劃分為至少一個(gè)塊圖像的示例；
[0029]圖3示出對(duì)使用尺度不變特征變換(SIFT)算法提取了候選特征的至少一個(gè)塊圖像進(jìn)行縮小尺寸、合成和寫入處理的示例；
[0030]圖
[0031]圖
圖像的示例
`[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
圖
圖
圖
圖
圖
4示出特征信息提取單元的示例；
5示出由特征信息提取單元針對(duì)每個(gè)子八度產(chǎn)生的高斯圖像和高斯差分(DoG)?
6示出用于提取特征信息的設(shè)備的示例；
7示出源圖像的示例；
8示出從圖7的源圖像產(chǎn)生的至少一個(gè)塊圖像的示例；
9示出使用至少一個(gè)塊圖像在源圖像中檢測(cè)的至少一個(gè)特征信息；
10示出提取特征信息的方法。
【具體實(shí)施方式】
[0037]現(xiàn)在將詳細(xì)參照實(shí)施例，其示例在附圖中示出，其中，相同的標(biāo)號(hào)始終表示相同的元件。以下通過參照附圖對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述以解釋本公開。
[0038]圖1示出用于提取特征信息的設(shè)備100的示例。
[0039]根據(jù)示例的用于提取特征信息的設(shè)備100可包括:第一主接口單元120，被配置用于從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器110中的第一源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像；特征信息提取單元130，被配置用于接收產(chǎn)生的至少一個(gè)塊圖像的輸入并用于從所述至少一個(gè)塊圖像輸入提取特征信息。
[0040]例如，高容量短期存儲(chǔ)器110可與隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的類型相應(yīng)，并可以是通常被用作計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器的動(dòng)態(tài)RAM (DRAM)等。
[0041]第一主接口單元120可通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生所述至少一個(gè)塊圖像。
[0042]所述至少一個(gè)塊圖像可以是從第一源圖像劃分的圖像。[0043]所述至少一個(gè)塊圖像可以是基于第一源圖像的水平分辨率從第一源圖像劃分的部分圖像。
[0044]也就是說，第一主接口單元120可通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生第一塊圖像和第二塊圖像。
[0045]在該示例中，第一主接口單元120可產(chǎn)生第一塊圖像和第二塊圖像，從而具有預(yù)定區(qū)域的第一塊圖像和第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
[0046]重疊區(qū)域可以是這樣的范圍(margin):由于第一塊圖像和第二塊圖像是不鄰近的，從而使通過尺度不變特征變換(SIFT)算法難以被提取的特征信息能夠被提取。
[0047]提取的特征信息可以是描述符。
[0048]在該示例中，第三主接口單元150可以是用于存儲(chǔ)提取的特征信息(即，DRAM或外部高容量靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)緩沖器(例如，便箋式存儲(chǔ)器(SPM))中的描述符)的
主接口。
[0049]參照?qǐng)D2提供塊圖像、第一塊圖像、第二塊圖像和源圖像中的至少一個(gè)的詳細(xì)描述。
[0050]圖2示出將源圖像200劃分為至少一個(gè)塊圖像的示例。
[0051]如圖2中所示，源圖像200可以是具有分辨率“氏XV/’的圖像。
[0052]也就是說，源圖像200可具有水平分辨率H1和垂直分辨率Vp
[0053]可使用包括由第一主接口單元從源圖像200劃分的第一塊圖像210和第二塊圖像220的至少一個(gè)塊圖像來讀取根據(jù)示例的源圖像200。
[0054]在該示例中，第一塊圖像210和第二塊圖像220可包括具有寬度H。的重疊區(qū)域230中的公共圖像。
[0055]也就是說，根據(jù)示例的第一主接口單元可將源圖像200劃分為第一塊圖像210和第二塊圖像220，從而形成具有寬度Htl的重疊區(qū)域230。
[0056]相似地，第一主接口單元可將源圖像200劃分為其它塊圖像，從而形成具有寬度H。的重疊區(qū)域230。
[0057]第一塊圖像210和第二塊圖像220可均相應(yīng)于具有水平分辨率H1和垂直分辨率V1的源圖像200的部分圖像。
[0058]第一塊圖像210和第二塊圖像220的公共圖像可被包括在具有寬度H。的重疊區(qū)域230中。
[0059]第一塊圖像210可包括在與水平分辨率Hs-Htl相應(yīng)的區(qū)域中的非重疊圖像。
[0060]第二塊圖像220可包括在與水平分辨率Hs-2Hq相應(yīng)的區(qū)域中的非重疊圖像。
[0061]參照?qǐng)D1，根據(jù)示例的特征信息提取單元130可提取至少一個(gè)塊圖像的特征位置以及與特征位置相應(yīng)的描述符中的至少一個(gè)作為特征信息。
[0062]特征信息提取單元130可使用SIFT算法從至少一個(gè)塊圖像產(chǎn)生特征位置以及與特征位置相應(yīng)的描述符。
[0063]也就是說，特征信息提取單元130可將輸入的至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第
一子八度。
[0064]另外，特征信息提取單元130可通過將至少一個(gè)第一子八度與高斯濾波器進(jìn)行卷積來產(chǎn)生至少一個(gè)高斯圖像。[0065]特征信息提取單元130可使用等式I從第一子八度和高斯濾波器產(chǎn)生高斯圖像。
[0066][等式I]
[0067]
【權(quán)利要求】
1.一種用于提取特征信息的設(shè)備，所述設(shè)備包括:第一主接口單元，被配置用于從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第一源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像；以及特征信息提取單元，被配置用于接收產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并從輸入的所述至少一個(gè)塊圖像提取特征信息，其中，第一主接口單元被配置用于通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生所述至少一個(gè)塊圖像。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，第一主接口單元被配置用于通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生第一塊圖像和第二塊圖像，從而具有預(yù)定區(qū)域的第一塊圖像和第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，特征信息提取單元被配置用于提取所述至少一個(gè)塊圖像的特征位置以及與特征位置相應(yīng)的描述符中的至少一個(gè)作為特征信息。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，特征信息提取單元被配置用于將輸入的所述至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第一子八度，通過將所述至少一個(gè)第一子八度與高斯濾波器進(jìn)行卷積來產(chǎn)生至少一個(gè)高斯圖像，從產(chǎn)生的所述至少一個(gè)高斯圖像產(chǎn)生至少一個(gè)高斯差分(DoG)圖像，從產(chǎn)生的所述至少一個(gè)DoG圖像產(chǎn)生候選特征，并從候選特征提取特征信息。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，特征信息提取單元被配置用于將輸入的所述至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第一子八度，并從確定的所述至少一個(gè)第一子八度確定第一候選特征，特征信息提取單元被配置用于通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)第二子八度，并基于產(chǎn)生的所述至少一個(gè)第二子八度確定第二候選特征，以及特征信息提取單元被配置用于通過將確定的第一候選特征與確定的第二候選特征進(jìn)行比較來提取特征信息。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，還包括:第二主接口單元，被配置用于通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)減小的圖像，通過去除產(chǎn)生的所述至少一個(gè)減小的圖像的重疊區(qū)域來產(chǎn)生第二源圖像，并執(zhí)行產(chǎn)生的第二源圖像到高容量短期存儲(chǔ)器的寫入處理。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中，第一主接口單元被配置用于從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第二源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像，以及特征信息提取單元被配置用于接收作為第二子八度的從第二源圖像產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并確定第二候選特征。
8.一種用于提取特征信息的設(shè)備，所述設(shè)備包括:讀取單元，被配置用于在高容量短期存儲(chǔ)器中讀取從第一源圖像劃分的至少一個(gè)第一塊圖像；尺度不變特征變換(SIFT)算法操作單元，被配置用于通過將SIFT算法應(yīng)用到讀取的所述至少一個(gè)第一塊圖像來產(chǎn)生第一候選特征，并通過將所述至少一個(gè)第一塊圖像縮小尺寸來輸出至少一個(gè)第二塊圖像；以及寫入單元，被配置用于通過合成輸出的所述至少一個(gè)第二塊圖像來產(chǎn)生第二源圖像，并執(zhí)行產(chǎn)生的第二源圖像到高容量短期存儲(chǔ)器的寫入處理，其中，讀取單元被配置用于讀取從第二源圖像劃分的所述至少一個(gè)第二塊圖像，以及SIFT算法操作單元被配置用于從讀取的所述至少一個(gè)第二塊圖像產(chǎn)生第二候選特征，并基于產(chǎn)生的第一候選特征和產(chǎn)生的第二候選特征產(chǎn)生特征信息。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，讀取單元被配置用于讀取基于第一源圖像的水平分辨率從第一源圖像劃分的所述至少一個(gè)第一塊圖像，并讀取基于第二源圖像的水平分辨率從第二源圖像劃分的所述至少一個(gè)第二塊圖像。
10.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，讀取單元被配置用于讀取所述至少一個(gè)第一塊圖像中的每一個(gè)或者所述至少一個(gè)第二塊圖像中的每一個(gè)，從而具有預(yù)定區(qū)域的所述至少一個(gè)第一塊圖像和所述至少一個(gè)第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中，寫入單元被配置用于通過基于重疊區(qū)域合成所述至少一個(gè)第二塊圖像來產(chǎn)生第二源圖像。
12.一種提取源圖像的特征信息的方法，所述方法包括:由第一主接口單元從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第一源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像；以及由特征信息提取單元接收產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并從輸入的所述至少一個(gè)塊圖像提取特征信息，其中，從第一源圖像產(chǎn)生所述至少一個(gè)塊圖像的步驟包括通過基于第一源圖像的水平分辨率劃分第一源圖像來產(chǎn)生第一塊圖像和第二塊圖像，從而具有預(yù)定區(qū)域的第一塊圖像和第二塊圖像的重疊區(qū)域存在。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，提取特征信息的步驟包括:將輸入的所述至少一個(gè)塊圖像確定為至少一個(gè)第一子八度，并從確定的所述至少一個(gè)第一子八度確定至少一個(gè)第一候選特征；通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)第二子八度，并基于產(chǎn)生的所述至少一個(gè)第二子八度確定第二候選特征；以及通過將確定的第一候選特征與確定的第二候選特征進(jìn)行比較來提取特征信息。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括:由第二主接口單元通過將所述至少一個(gè)第一子八度縮小尺寸來產(chǎn)生至少一個(gè)減小的圖像，通過去除產(chǎn)生的所述至少一個(gè)減小的圖像的重疊區(qū)域來產(chǎn)生第二源圖像，并執(zhí)行產(chǎn)生的第二源圖像到高容量短期存儲(chǔ)器的寫入處理。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括:由第一主接口單元從存儲(chǔ)在高容量短期存儲(chǔ)器中的第二源圖像產(chǎn)生至少一個(gè)塊圖像，其中，確定第二候選特征的步驟包括接收作為第二子八度的從第二源圖像產(chǎn)生的所述至少一個(gè)塊圖像的輸入并確定第二候選特征。
【文檔編號(hào)】G06K9/46GK103514451SQ201310246567
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月20日
【發(fā)明者】太龍旻, 文永秀, 趙程昱, 車俊赫, 樸賢相, 李時(shí)和 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社