[发明专利]一种获得图像模糊不变纹理特征描述子的方法和系统

权利要求书

1.一种获得图像模糊不变纹理特征描述子的方法，其特征在于，包括：

(1)采用固定尺寸的滑动窗口，以固定步长在原始模糊图像上滑动，获得多个局部图像块，并将每个局部图像块均匀划分为多个小单元；

(2)对每一个小单元提取原始模糊不变纹理特征描述子LPQ++；所述原始模糊不变纹理特征描述子LPQ++包括：每一张特征图内部的水平方向与垂直方向的梯度直方图，以及多张特征图之间的水平方向与通道方向的梯度直方图、垂直方向与通道方向的梯度直方图；步骤(2)具体包括：

(2.1)对小单元对应的模糊图像中心像素附近m*m大小的区域进行短时傅里叶变换，并根据不同频率点获得多组频域图；

(2.2)根据模长对所述频域图对应系数进行归一化，并对归一化后的频域图分别提取其实部与虚部系数，得到多张模糊不变的特征图；

(2.3)在每一张特征图内部求取水平方向与垂直方向的梯度直方图，在多张特征图之间求取水平方向与通道方向的梯度直方图、垂直方向与通道方向的梯度直方图，将所有特征图对应的三组梯度方向直方图进行聚合拼接，获得原始模糊不变纹理特征描述子LPQ++；步骤(2.3)包括：

(2.3.1)在每一张特征图内部，分别计算每个像素水平方向的梯度F_x(x,y)和垂直方向的梯度F_y(x,y)，在多张模糊不变的特征图之间，计算每个像素通道方向的梯度F_c(x,y)；

(2.3.2)按照如下公式分别计算每个像素水平方向与垂直方向间、水平方向与通道方向间、垂直方向与通道方向间的梯度相位：

其中，α_(x-y)(x,y)、α_(x-c)(x,y)和α_(y-c)(x,y)分别表示水平方向与垂直方向间的相位角、水平方向与通道方向间相位角、垂直方向与通道方向间的梯度相位角；

(2.3.3)按照下述权值将所述梯度相位量化至K个预先定义好的角度区间中；

其中，α为可调节超参数；α_j(x,y)为步骤(2.3.2)中求得的第j组相位角，j＝1,2,…,3·M，M为特征图的个数，，为角度区间中心，由给出；

(2.3.4)根据求得的相位量化值，得到3·M三组梯度方向直方图，将其聚合拼接得到原始模糊不变纹理特征描述子LPQ++；

(3)将属于同一局部图像块内所有小单元对应的原始模糊不变纹理特征描述子LPQ++进行拼接，得到该局部图像块的局部特征描述子，多个局部图像块对应多个局部特征描述子；

(4)对所有局部特征描述子进行Fisher Vector编码，获得模糊图像的特征描述子。

2.根据权利要求1所述的一种获得图像模糊不变纹理特征描述子的方法，其特征在于，步骤(4)具体包括：

(4.1)利用N元混合高斯模型拟合局部特征描述子的生成过程，得到高斯混合模型中的均值u_i和标准差σ_i；

(4.2)分别对高斯混合模型中的均值u_i和标准差σ_i进行求导，获得N组梯度向量，并将N组梯度向量拼接合并，初步得到基于Fisher Vector编码的特征；

(4.3)对所述基于Fisher Vector编码的特征进行幂正则化和L₂正则化，最终得到模糊图像的特征描述子。