[发明专利]图像匹配处理方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体信息处理领域，特别涉及一种图像匹配处理方法、装置及系统。

背景技术

随着多媒体信息处理以及图像匹配技术的不断发展，图像匹配技术被广泛地应用到图像识别、图像分析等众多领域。图像匹配技术的目的是在图像块集合中查找与指定的图像块最为相似的图像块。

常用的图像匹配方法分为精确匹配和鲁棒匹配两类。精确匹配方法逐个比对两个图像块的像素点，以比较两个图像块之间的异同。然而，在数字图像或视频帧在进行编码、传输、打印、扫描过程中，常常会引入几何失真和干扰噪声，精确匹配方法的准确性会受到影响，导致匹配准确性下降。针对这一问题，鲁棒匹配方法通过从图像块中提取对上述失真、干扰具有不变性的鲁棒特征，根据鲁棒特征寻找匹配图像块。现有鲁棒匹配方法大致分为基于图像哈希与基于兴趣点检测（Interest Point Detection）两类。

基于图像哈希的鲁棒匹配方法将高维的图像信息以较低维数的特征矢量进行表征，常用特征包括：颜色直方图、PCA系数，DCT/小波系数、统计不变矩等。基于兴趣点检测的方法则通过比对图像中的兴趣点出现的相对位置，从而比较图像块间的相似性。然而，这两类鲁棒匹配方法所需要的特征矢量的维数较高，计算量大，计算复杂度高，不仅需要足够的计算资源，而且无法应用在实时性要求较高的场景中使用，例如，无法在视频处理中需要通过相似块匹配估计运动矢量中使用。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，所要解决的一个技术问题是：提供一种图像匹配处理方法、装置及系统，在提供图像匹配方法的鲁棒性的同时，降低图像匹配过程的计算时间。

本发明实施例提供的一种图像匹配处理方法，包括：

计算目标图像块的颜色特征矢量，作为第一颜色特征矢量；

依次在被查询图像中，选取一个具有所述目标图像块大小的图像块作为被查询图像块，所述被查询图像块具有一个以上，分别计算一个以上被查询图像块的颜色特征矢量，作为第二颜色特征矢量；

计算所述第一颜色特征矢量与一个以上被查询图像块的第二颜色特征矢量的相似性度量值；

从一个以上被查询图像块中选择一个被查询图像块作为与所述目标图像块相匹配的图像块。

本发明实施例提供的一种图像匹配处理装置，包括：

第一颜色特征矢量计算单元，用于计算目标图像块的颜色特征矢量，作为第一颜色特征矢量；

第二颜色特征矢量计算单元，依次在被查询图像中，选取一个具有所述目标图像块大小的图像块作为被查询图像块，所述被查询图像块具有一个以上，分别计算一个以上被查询图像块的颜色特征矢量，作为第二颜色特征矢量；

相似性度量值计算单元，用于计算所述第一颜色特征矢量与一个以上被查询图像块的第二颜色特征矢量的相似性度量值；

匹配图像选择单元，用于根据所述相似性度量值，从一个以上被查询图像块中选择一个被查询图像块作为与所述目标图像块相匹配的图像块。

本发明实施例提供的一种图像块匹配处理系统，包括：中央处理器CPU、图形处理器GPU；

所述CPU用于计算目标图像块的颜色特征矢量，作为第一颜色特征矢量；根据所述GPU输出的相似性度量值，从一个以上被查询图像块中选择一个被查询图像块作为与所述目标图像块相匹配的图像块。

所述GPU用于依次在被查询图像中，选取一个具有所述目标图像块大小的图像块作为被查询图像块，所述被查询图像块具有一个以上，分别计算一个以上被查询图像块的颜色特征矢量，作为第二颜色特征矢量；计算所述第一颜色特征矢量与一个以上被查询图像块的第二颜色特征矢量的相似性度量值。

基于本发明上述实施例提供的图像块匹配处理方法、装置及系统，计算目标图像块的颜色特征矢量作为第一颜色特征矢量，并在目标图像块中选取具有目标图像块大小的图像块作为被查询图像块，计算被查询图像块的颜色特征矢量，作为第二颜色特征矢量，根据第一颜色特征矢量与第二颜色特征矢量的相似性度量值，选择与目标图像块相匹配的图像块。通过采用低维数的颜色特征矢量，不仅提供图像匹配方法的鲁棒性，而且使得图像匹配的计算过程计算量小，计算复杂度低，从而节约了计算资源。同时，由于颜色特征矢量具有较低的维数，便于以纹理形式进行输出，因此，能够利用GPU渲染管线段着色器的并行计算特性进行计算，实现对包括视频帧在内的图像数据进行快速、实时处理，从而可以应用于视频编码，视频去噪，图像配准，图像拷贝检测等需要快速比对图像块相似性的应用场景。