[发明专利]一种快速局部不变特征提取与描述方法

权利要求书

1.一种快速局部不变特征提取与描述方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过分块FAST角点检测算法计算特征点集合；

S1.1，记需要进行特征提取和描述的彩色RGB图像为P(x,y,z)，将图像P(x,y,z)均匀的分块，获得N个子图像，每个子图像大小为21×21，记为{P₁(x,y,z),…,P_N(x,y,z)}；

S1.2，在每个子图像中使用FAST角点检测算法进行特征点检测，在图像P(x,y,z)的每个子图像中获得一个特征点，得到图像P(x,y,z)所有子图像的特征点集合为{(x₁,y₁),…,(x_N,y_N)}；

S2：对特征点进行特征描述，将颜色比对的结果分成五类，每个特征点获得一个特征向量；

S2.1，对于特征点集合{(x₁,y₁),…,(x_N,y_N)}中的各特征点(x_n,y_n)；以特征点(x_n,y_n)为中心，在RGB图像P(x,y,z)中选择该特征点(x_n,y_n)周围的8个像素点{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}作为该特征点(x_n,y_n)对应的区域，获得特征点(x_n,y_n)在颜色空间R下的一个长度为五的特征向量{RT1,…,RT5}，方法如下：

以特征点(x_n,y_n)的在颜色空间R的取值P(x_n,y_n,1)为对比阈值，然后进行第一个模式比对：

其中m∈{1,2,…,8}表示像素点顺序号，P(x^m,y^m,1)表示点(x^m,y^m)的在颜色空间R的取值，th1表示第一个差异阈值，r1(m)表示像素点(x^m,y^m)在第一个模式下的编码；

最终8个像素点{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}会获得一个8位的二进制数{r1(1),r1(2),…,r1(8)}，将其转化为十进制数所得的值即为特征点(x_n,y_n)的在第一个模式下的特征值，记为RT1；

接下来进行第二个模式的比对：

其中th2表示第二个差异阈值，r2(m)表示像素点(x^m,y^m)在第二个模式下的编码；

最终8个像素点{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}会获得一个8位的二进制数{r2(1),r2(2),…,r2(8)}，将其转化为十进制数所得的值即为特征点(x_n,y_n)的在第二个模式下的特征值，记为RT2；

进行第三个模式的比对：

其中r3(m)表示像素点(x^m,y^m)在第三个模式下的编码；

最终8个像素点{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}会获得一个8位的二进制数{r3(1),r3(2),…,r3(8)}，将其转化为十进制数所得的值即为特征点(x_n,y_n)的在第三个模式下的特征值，记为RT3；

进行第四个模式的比对：

其中r4(m)表示像素点(x^m,y^m)在第四个模式下的编码；

最终8个像素点{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}会获得一个8位的二进制数{r4(1),r4(2),…,r4(8)}，将其转化为十进制数所得的值即为特征点(x_n,y_n)的在第四个模式下的特征值，记为RT4；

进行第五个模式的比对：

其中r5(m)表示像素点(x^m,y^m)在第五个模式下的编码；

最终8个像素点{(x¹,y¹),…,(x⁸,y⁸)}会获得一个8位的二进制数{r5(1),r5(2),…,r5(8)}，将其转化为十进制数所得的值即为特征点(x_n,y_n)的在第五个模式下的特征值，记为RT5；

经过上述方法，特征点(x_n,y_n)在颜色空间R下一共得到一个长度为五的特征向量{RT1,…,RT5}；

S2.2，采用S2.1中相同的方法，获得特征点(x_n,y_n)在颜色空间G下的一个长度为五的特征向量{GT1,…,GT5}；

S2.3，采用S2.1中相同的方法，获得特征点(x_n,y_n)在颜色空间B下的一个长度为五的特征向量{BT1,…,BT5}；

S2.4，将特征向量{RT1,…,RT5}，特征向量{GT1,…,GT5}以及特征向量{BT1,…,BT5}进行顺序连接，特征点(x_n,y_n)最终获得一个长度为15的特征向量{RT1,…,RT5,GT1,…,GT5,BT1,…,BT5}；至此，完成对特征点(x_n,y_n)特征描述；

S2.5，对特征点集合{(x₁,y₁),…,(x_N,y_N)}中的所有的特征点，都按照S2.1至S2.4中的方法进行处理，获得各自的特征向量，即完成特征描述。