[发明专利]一种基于GPS和图像搜索技术的移动终端景物辨识系统

说明书

技术领域

本发明涉及地理位置信息领域和图像搜索技术领域，将GPS位置和图像搜索技术想结合，开发了一种移动终端上的景物辨识应用系统。

背景技术

随着市场上GPS技术的进步和成本的降低，目前移动终端设备上搭载GPS定位模块越来越普遍。加上目前的基站定位和Wifi定位方式，手机定位的精度也越来越高。由此引发的基于手机位置的应用服务也越来越多。简称为LBS(Location Based Service)。不过目前移动终端上基于LBS的应用主要还停留在签到、交友和团购等。这些应用对GPS的精度要求不是很高，一般都只限于寻找附近几十米或者几百米范围之内的好友。在旅游市场上，基于手机GPS模块的自助导游也得到了初步的应用。

目前市场上存在几个典型的搜索引擎，如百度、Google、Bing等。用户通过输入感兴趣的文本进行搜索。这种引擎只适用于用户已经很明确的知道自己想要查询的关键字。当人们无法用文字确切描述所查询的内容时，或者需要很高效很精准的得到自己感兴趣的内容时，这种引擎就显得比较无力了。

为此，基于图像内容的搜索引擎得到了较好的发展。国外最早推出此类服务的如Tineye，www.tinyeye.com，就是基于图像内容进行检索的例子，用户上传一张图片，搜索出互联网上所有与输入图视觉上近重复的图片，可用于版权维护等。谷歌和百度也相继推出了自己的以图搜图引擎。输入方式都是上传一张图，然后返回与输入图内容相同或相似的结果。这类引擎弥补了文字引擎的不足，用户不需要对所见图像先进行文字描述再进行文字搜索，而是直接让计算机对图像内容进行理解并完成搜索。搜索结果的好坏部分程度上依赖于引擎后台图像库的大小，同时也与所搜索目标的形变有关。形变越大，搜索出相同目标的难度越大。

游客在景区游玩时，不仅会欣赏到漂亮的自然风景，也会接触到很多景区的历史文化。如果是跟着旅行团旅游，导游一般讲解都比较粗略，只会涉及到一些比较著名的景点。并且由于人数众多，讲解效果也不佳。游客往往只是与景点合影一下，拍几张照片以示“到此一游”。相反，景区最宝贵的人文历史知识却很难得到有效的传播。就算有比较用心的游客想搜索一下某个亭阁或者雕像的背景来历，有时候也是力不从心，要么不清楚景点的名称，要么不认识亭阁上的字体。帮助游客轻松获取感兴趣的景点知识，帮助景区进行更好的文化传播是本专利的出发点。

发明内容

目前的景点导游系统完全是依靠GPS定位信息，先利用移动终端获取位置信息再到景点位置库中去匹配最近的景点返回。不考虑GPS精度本身容易受到天气，遮挡等的影响。在最佳情况下，其精度也只能定位到较大的景点位置，不能准确区分比较邻近的几个小景点，比如能定位到位置是在“西泠印社”景点，但对于景点里面两个相邻的不同亭阁则无法区分。

为此，我们利用GPS位置和景点图像作为输入，当游客拍下感兴趣的景点图片并上传时，我们融合GPS位置定位信息和图像搜索技术，准确高效的返回该景点的名称和其详尽的介绍信息。将图像搜索技术应用到景点识别是一种新型的地理位置定位方式。将其与传统成熟的GPS定位方式相结合，能获得更高的精度。

本发明采取以下步骤作为技术方案。

1)首先，建立景点的GPS位置数据库。

为了构建此数据库，我们需要采集每个景点的实际GPS位置，包括经度和维度坐标。我们采用手持GPS设备，每到一个景点就记录下实际的位置数据，然后整理添加到数据库中。由于GPS定位在该系统中的作用是辅助结合后期的图像搜索技术，所以对其位置精度要求不高。

2)建立含有大量景点图像的原始数据库。

为建立图像数据库，我们实地去人工采集每个景点的图像。为了保证样本的丰富性，我们需要搜集每个景点的不同角度、不同尺度、不同光照条件下的图像。实际采集中，大部分景点的图像数量在50～100张。

3)根据景点图像计算图像特征，构建景点图像特征库。

针对建筑风景类图像的特点，能用来做特征表述的有颜色、形状、构图等。考虑到所提取的特征必须在不同光照，不同尺度，不同几何形变下都具有较好的鲁棒性，我们选取了应用非常广泛的sift特征，Sift特征本身对尺度变化和旋转都具有不变性，同时对局部遮挡也有一定的鲁棒性。对景点图像库中的每幅图像提取sift特征，然后存放到图像特征数据库中。每幅图像都记录下其对应的景点编号，用于后续的搜索匹配。

4)建立景点信息查询数据库。