[发明专利]用于对象识别的直方图方法和系统

说明书

相关申请数据

本技术建立在本受让人的其它专利申请中公开的技术上并对其进行了扩展。因此指引读者参考以下申请，这些申请用于详述本申请人打算将本技术应用于的配置并且假定本领域技术人员熟悉这些申请：

2008年10月31日提交的美国申请序列号61/110,490；

2008年11月14日提交的美国申请序列号12/271,692(公开号为US20100046842)；

2008年11月14日提交的美国申请序列号12/271,772(公开号为US20100119208)；

2009年2月5日提交的美国申请序列号61/150,235；

2009年3月3日提交的美国申请序列号61/157,153；

2009年4月8日提交的美国申请序列号61/167,828；

2009年4月14日提交的美国申请序列号61/169,266；

2009年5月8日提交的美国申请序列号61/176,739；

通过引用将这些文献的公开内容结合在本文中。

技术领域

本技术涉及图像和视频处理，并且更特别地涉及通过简单特征(诸如颜色直方图)表现图像。

背景技术

在一个方面中，本说明书涉及用于将图像(或视频)识别为存储在数据库中的许多图像(或视频)之一的技术。本技术还能够用于识别图像中的对象。

许多这样的技术背后的一个基本概念是按照简单特征表现图像(或对象)，所述简单特征相对于几何变换、视角变化、噪声、遮蔽(occlusion)、背景、亮度和照明变化不会发生改变或者随着这些影响变化缓慢。一种这样的表现形式是3D颜色直方图(参看Swain和Ballard，“Color Indexing”，International Journal of Computer Vision，7(1)：11-32，1991)。

颜色直方图能够相对快速地得到计算并且已经广泛地用于识别和索引编制(indexing)任务。然而，传统的颜色直方图有各种缺点，诸如对辉度、对比度和亮度变化以及照明变化敏感。

发明内容

本技术的各方面涉及对颜色直方图概念进行扩展以便产生对上述影响的敏感度更低的简单表现形式。另外，公开了基于直方图参数和集合论的简单匹配技术，以便提供在几何变换下的更好的鲁棒性。还详述了使用直方图表现形式进行快速数据库搜索并缩小搜索空间的技术。

详述的技术非常适合于在移动装置或嵌入系统上工作，这主要是由于移动装置或嵌入系统的简单性和速度。

根据参考附图给出的以下详细说明，上述内容将更加明了。

附图说明

图1A示出第一参考图像。

图1B示出图1A图像的3D直方图，其中8个柄(bin)用于亮度，并且16个柄用于红-绿和蓝-黄对立颜色方向中的每一个(即2048个数据元素)。球体表示非零直方图柄的数量。球体的尺寸表示每个柄中的像素数目。

图2A和2B类似于图1A和1B，但是示出第二参考图像。

图3示出在阈值处理为三个级别之后，图1A的亮度的二阶导数。

图4A和4B类似于图1B和2B，但是对于量化成仅仅三个级别的亮度轴有类似二阶导数的函数，并且对各分量颜色(component color)轴有不均匀的量化。

图5A和5B是图1A的参考图像，示出照明的变化如何能够引起颜色的变化。

图6是示出对缩小的图像的候选部分进行分割以便进行直方图或其它分析的流程图。

图7是对所选的几何变换和其它畸变(distortion)示出参考图像和测试图像之间的匹配的表格。

图8是适合与本技术一起使用的蜂窝电话的框图。

具体实施方式

3D颜色直方图

(上文的)Swain和Ballard引入了利用用于表现色彩对象的颜色直方图来完成识别任务。他们指出颜色直方图能够在存在遮蔽和视角变化的情况下提供稳定的表现，并且能够在大量对象之间区分开来。他们引入了一种称为直方图交核(histogram intersection)的度量来比较测试和参考直方图以便进行匹配。