[发明专利]一种通用的公共草图提取方法

权利要求书

1.一种通用的公共草图提取方法，包括下列步骤：

(1)输入图片I₁，I₂，I₃....I_k，将其中的第一幅输入图片I₁作为参考图片；

(2)对于每个输入图片，进行如下的处理，生成具有旋转不变性局部自相似描述符：

a.对于一张图片的每个像素点(x，y)，以这个像素点为中心取一个图像小块，对于这个图像小块，在它周围取一个更大的区域，计算这个图像小块与这个区域内所有像素的图像小块之间的相似度，采用颜色值之间的SSD计算，得到颜色差值平面SSD_q(x，y)；

b.按照公式对SSD_q(x，y)转化，生成一个相关平面S_q(x，y)，式中，var_noise，是一个常量，表示可以接受的光学的差异，var_auto(q)是以像素点q为中心半径为1像素的区域内像素点的图像小块的SSD的最大值；

c.对相关平面S_q(x，y)划分，分成一个个小单元，取每个单元里的最大相似度值，最后对这些单元成一列，生成了局部自相似描述符；

d.指定从相似度值最大的单元展开，排成一列，并储存与原来描述符的偏移，生成具有旋转不变性局部自相似描述符；

(3)对参考图片与其他图片分别做如下的处理：

a.将参考图片和其他图片中的一个按相同的子图大小，划分子图；

b.设定过滤的上限阈值和下限阈值，先对两个图片的描述符进行过滤，过滤掉相似度过高和相似度过低的像素点的描述符；

c.定义子图之间的匹配度为匹配上的描述符的个数与此子图内总的描述符个数的比值，计算参考图片每个子图在与其他图片子图的匹配度，若对于参考图片的某个子图，在其他图片中存在多个匹配度高于预设值的子图，判断这几个子图是否相邻，若相邻则将这几个子图合并为一个子图；

d.记录参考图片每个子图对应的最大匹配度，若参考图片中存在多个最大匹配度高于预设值的子图，则判断这几个子图是否相邻，若相邻，则合并参照图片的这几个子图。

对其他图片的每个子图的描述符找出在参考图片中的相似点所在的子图编号，并且统计它的分布，若其他图片的子图在参考图片的某几个子图的相似频率高于预设值，再判断这几个子图是否相邻，若相邻则将这几个子图合并为一个子图；

e.对两幅输入图片中对应的两个匹配度最高的子图中像素点的描述符进行匹配，对匹配上的描述符统计偏移差，统计偏移差的频率分布，取最大的频率对应的偏移差，并计算出旋转角度；

(4)将图片I₂，I₃....I_k按各自相应的旋转角度逆时针旋转，得到图片I′₂，I′₃，....I′_k，此时所有图片共同部分的方向一样；

(5)按照下列方法得到I₁，I′₂，......I′_k间最相似的子图

a.对I₁的每一个像素点x所构成的子图在I′₂.....I′_k找到与之相似度最高的子图其中C_k表示子图的中心点位置；

b.在I₁中找到满足1K-1Σt=2K(maxMatch(I1C1,IK′CK)-avgMatch(I1)/stdMatch(I1))]]>最大的子图，并且记录最大子图对应的其他图片中的子图，其中，是I₁中以C₁为中心的子图与I_K中子图匹配的最大相似度，avgMatch(I₁)是I₁中以x点为中心的子图与其他的图的最大的匹配相似度的平均值，stdMatch(I₁)是I₁中以x点为中心的子图与其他的图的最大匹配相似度的标准差，即为包含共同部分大小为w*h的子图，其中，w表示子图宽度，h表示子图高度；

(6)对与中心C₁，C₂，...C_k相对位置相同的像素点的描述符进行合并，合并后的描述符集即为共同部分S的描述符集；

(7)由S的描述符集得到二进制草图。

2.根据权利要求1所述的公共草图提取方法，其中的步骤(7)按照下列步骤执行：

a.由s的描述符集计算中任何两个像素点之间的关系矩阵：

设关系矩阵的元素w_i，i表示i，j两个像素点像素值之间的相关信息，i，j表示像素点的位置，利用公式计算得到w_i，j的值，其中d_i(l_j)表示l_i位置上的描述符在位置l_j处的值，d_j(l_i)表示l_j位置上的描述符在位置l_i处的值。为一个系数，与位置l_j，l_j之间的欧氏距离||l_j-l_j||成反比，当i，j同在前景或者同在背景时w_i，j＝1，当i，j不同在前景或背景时w_i，j＝0；

b.将w_i，j的范围扩展到[1，+1]，最小化目标函数得到S中任何一位置l处的像素值S(l)，得到二进制草图S，其中S(l)的取值范围是[-1，+1]。