[发明专利]一种源于生物视觉的特征提取方法

权利要求书

1.一种源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤S1：利用Gabor滤波器g(x，y)对原始输入图像进行多方向多尺度的Gabor滤波，得到原始输入图像的一组响应，用于模拟视皮层简单细胞感受野的局部特性与方向敏感特性；

步骤S2：对原始输入图像的这一组响应的每一个位置，求得每一个位置的最大响应值及每一个位置的最大响应值对应的方向，用于模拟视皮层复杂细胞感受野的不变性提取特性；

步骤S3：将原始输入图像的这一组响应划分为若干个相等大小的方块，并以方块为单位、按照最大响应值方向对这一组响应进行直方图统计，获得用以反映特征的全局空间分布特性的直方图；

步骤S4：对直方图以方块为单位进行累加操作，得到累加后的直方图；

步骤S5：对累加后的直方图以方块为单位进行规范化操作，得到一组既具有选择性也具有不变性的特征向量。

2.根据权利要求1所述的源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于，步骤S1中利用Gabor滤波器g(x，y)对原始输入图像进行多方向多尺度的Gabor滤波的步骤包括：

步骤S11：对原始输入图像I进行降采样操作，得到N个尺度的图像金字塔I1；

步骤S12：利用Gabor滤波器g(x，y)对图像金字塔I1进行M个方向的Gabor滤波，得到N个尺度M个方向的一组滤波器响应r(x，y)，(x，y)表示像素，x为列方向的坐标，y为行方向的坐标；

步骤S13：根据原始输入图像I为具有多通道的彩色图像，得到每一个通道对应的一组滤波器响应r_i，通道数为i=1...C，所述通道数i＝1时表示原始输入图像I为单通道的灰度图像。

3.根据权利要求2所述的源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于，所述降采样操作的降采样因子为2^1/N，N为图像金字塔I1的尺度个数。

4.根据权利要求1所述的源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于，选取Gabor滤波器g(x，y)参数要求符合灵长类动物视皮层简单细胞感受野的特性，所述Gabor滤波器g(x，y)参数表示为：纵横比γ=0.3；方向θ在[0π)之间取值；带宽σ、波长λ与Gabor滤波器大小s相关表示为：λ=2s/d，σ=0.8λ，Gabor滤波器大小s对应简单细胞感受野的大小，s取值应不大于特征提取的最小尺度即方块的大小，d为一组经验值与Gabor滤波器大小s的取值对应。

5.根据权利要求4所述的源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于，所述Gabor滤波器大小s取值为[7∶2∶39]，则对应的一组经验值d取值为[4∶-.05∶3.2]。

6.根据权利要求2所述的源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于，步骤S2求得每一个位置的最大响应值对应的方向的步骤包括：

步骤S21：对步骤S13得到的一组滤波器响应r_i按照通道求最大值，即对每个位置每个方向只保留所有通道中的最大值r；

步骤S22：对最大值r再按照方向θ求最大值，即求得每个位置的最大响应值R(x，y)及其对应的方向θ(x，y)。

7.根据权利要求1所述的源于生物视觉的特征提取方法，其特征在于，步骤S3所述的按照最大响应值方向对这一组响应进行直方图统计的步骤包括：

步骤S31：将每一个位置的最大响应值划分为若干个相等大小的方块，得到以方块为单位的响应值R1(co1,row)；按照方块划分后多出的部分采用补齐的方式得到能够利用的补齐方块；其中co1=1...colN，row＝1...rowN，colN与rowN分别表示列方向与行方向的方块数；

步骤S32：对以方块为单位的响应值R1(col,row)按照每一个像素(x,y)的最大响应值方向进行直方图统计，这样对于R1(col,row)的每一个元素即每一个方块将得到M个直方图；为了获得局部的不变性，进一步对每一个R1(col,row)相邻的三个元素(col+1,row)、(col+1,row+1)、(col,row+1)进行直方图统计，这样得到每个尺度每个方块的M个直方图为H(col,row)。