[发明专利]用于估计图像中极值点的子像素位置的方法、设备和系统

说明书

本发明公开了用于估计图像中极值点的子像素位置的方法、设备和系统。具体地，提供一种使用参数函数估计图像中的极值点的子像素位置的方法。将参数函数局部拟合到图像中的邻近像素组，并识别参数函数的极值点的空间位置。如果参数函数的极值点与图像中的极值点的类型不同，或者参数函数的极值点的位置位于由邻近像素组中的像素位置所定义的区域的外部，则从邻近像素组中删除像素，并重复参数函数的拟合。最后，子像素位置被估计为参数函数的极值点的位置。估计的子像素位置的不确定性水平被估计为在达成子像素位置的估计之前所需的重复的次数。

技术领域

本发明涉及对图像中的极值点的子像素位置进行估计的领域。具体地，本发明涉及一种使用参数函数来估计图像中的极值点的子像素位置的方法及相关联的设备和系统。

背景技术

数字图像由被称为像素的数字值的有限集合构成。这些是图像中的最小独立元素。可以以像素精度来对数字图像中的空间位置进行度量。然而，在一些应用中，这是不够的，而是希望以子像素精度来对图像中的空间位置进行度量。例如，在许多应用中，非常感兴趣的是以子像素精度来估计图像中的强度最大值或最小值的位置。这包括光流内的应用、根据例如卫星图像或显微镜图像的对象定位以及用于对场景中的深度进行估计的立体照相机设置中的应用。

一种用于估计图像中的最大值或最小值的位置的方法包括：将参数函数局部拟合到图像的像素值。然后可以识别拟合的参数函数的最大值或最小值，并且可以将所识别的参数函数的最大值或最小值的空间位置当作图像中的最大值或最小值的子像素位置。该方法的缺点在于它对图像中的噪声很敏感。而且它也没有提供对该估计的可靠程度的度量。因此存在着改进空间。

发明内容

因此，鉴于上述情况，本发明的目的在于提供对图像中的最大值或最小值的子像素位置的改进的估计。

根据第一方面，上述目的通过在设备中执行的用于在存在噪声的情况下使用参数函数对图像中的极值点的子像素位置进行估计的方法来实现，图像中的极值点的类型是最大值或最小值，该方法包括：

a)选择图像中的邻近像素组，其中，邻近像素组中的像素的数量大于用于定义参数函数的参数的数量；

b)将参数函数拟合到邻近像素组的像素值，其中，参数函数将邻近像素组的像素值近似为空间位置的函数；

c)识别参数函数的极值点的空间位置，参数函数的极值点的类型是最大值、最小值或鞍点；

d)检查参数函数的极值点是与图像中的极值点的类型相同还是不同、以及参数函数的极值点的位置是位于由图像中的邻近像素组的像素位置定义的区域的内部还是外部，并且

如果参数函数的极值点与图像中的极值点的类型不同，或者参数函数的极值点的位置位于所述区域的外部，则：

从邻近像素组中删除像素，并且

如果邻近像素组中的像素的数量仍大于或等于用于定义参数函数的参数的数量，则重复步骤b)、c)和d)；

e)将图像中的极值点的子像素位置估计为参数函数的极值点的空间位置；以及

f)将估计的子像素位置和与步骤b)、c)和d)的迭代次数相对应的不确定性水平相关联。

因此，根据该方法，将参数函数局部拟合到图像的邻近像素组的像素值，并识别参数函数的极值点。然而，在接受识别出的参数函数的极值点的空间位置作为对图像中的极值点的子像素位置的估计之前，执行两个检查。