[发明专利]一种用于并行生成SIFT描述子的系统及其方法

说明书

本发明公开了一种用于并行生成SIFT描述子的系统，包括地址发生器模块、初始描述子生成模块、主方向计算模块、初始描述子重排模块以及子区域重排模块；本发明的一种用于并行生成SIFT描述子的方法，地址发生器模块根据关键点位置信息产生不同的存储文件的地址信息，主方向计算模块以及初始描述子生成模块接收存储文件的地址信息分别计算得到主方向以及生成初始描述子，最后初始描述子重排模块以及子区域重排模块根据主方向对初始描述子进行描述子重排以及子区域重排后得到最终的描述子，主方向的计算以及初始描述子的生成是同时进行的，相较于传统的先计算主方向后计算初始描述子的方式而言，加快了处理速度，减少了计算的时间。

技术领域

本发明涉及计算机视觉领域，特别是一种用于并行生成SIFT描述子的系统及其方法。

背景技术

SIFT(Scale Invariant Feature Transform)即尺度不变特征变换，是一种以尺度空间为观察对象的算法，研究图像在尺度空间内所具有的各种不变性的特征提取与描述算法，因其在图像尺度变化、旋转等状况下的鲁棒性和独特性而广泛的应用在目标识别及跟踪等领域，但由于其较大的数据通信量，从而需要大量的处理时间，而对于一些需要实时处理的系统应用软件已不能满足需求，如何改善这一问题也成为人们研究的一个方向，随着VLSI与FPGA技术的发展，硬件系统已具备了比软件平台更快的处理速度，并具有了足够完成图像处理计算的硬件资源，通过将图像处理算法向硬件平台移植，可以进一步扩展算法的应用范围，提升图像的综合系统的处理能力。

SIFT算法主要包括两方面的计算：(1)高斯金字塔构建。(2)描述子生成，大多数研究集中在第一部分，而未对第二部分作更多的工作，传统的算法实现方式，需要先计算主方向，而后再计算描述子，计算的过程较长，处理的速度较慢，造成大量的资源使用和时间延时，不能满足低功耗，高速度，低资源的要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种用于并行生成SIFT描述子的系统及其方法，克服传统的串行计算的方式，采用并行计算，处理速度快、计算时间短。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

一种用于并行生成SIFT描述子的系统，包括对关键点进行处理以产生不同的存储文件的地址信息的地址发生器模块、用于生成初始描述子的初始描述子生成模块、用于计算得到主方向的主方向计算模块、用于对初始描述子进行重排的初始描述子重排模块以及对像素点所处的子区域进行重排的子区域重排模块，所述地址发生器模块与主方向计算模块、初始描述子生成模块连接，所述初始描述子重排模块与主方向计算模块、初始描述子生成模块、子区域重排模块连接，所述地址发生器模块将产生的幅值幅角存储文件地址、权值存储文件地址送到主方向计算模块，所述地址发生器模块将产生的幅值幅角存储文件地址、权值存储文件地址以及子区域划分地址送到初始描述子生成模块。

进一步，所述地址发生器模块包括用于生成幅值幅角存储文件地址的幅值幅角发生器、用于生成权值存储文件地址的权值发生器以及用于生成像素点子区域划分地址的划分地址发生器，所述幅值幅角发生器、权值发生器均和主方向计算模块、初始描述子生成模块连接，所述划分地址发生器与初始描述子生成模块连接。幅值幅角以及权值用于后续生成幅值幅角直方图，子区域划分地址在生成初始描述子时可以对所取的像素点进行子区域划分。

进一步，所述主方向计算模块包括第一地址信息处理模块、对处理后的地址信息进行累加得到幅值幅角直方图数据的第一累加器模块以及对幅值幅角直方图数据进行比较得到主方向的比较器模块，所述第一地址信息处理模块、第一累加器模块以及比较器模块依次连接，所述第一地址信息处理模块与地址发生器模块连接。通过幅值幅角直方图可以计算得到主方向。

进一步，所述第一地址信息处理模块包括对幅值信息进行处理的第一幅值处理模块以及对幅角信息进行处理的第一幅角处理模块，所述第一幅值处理模块、第一幅角处理模块分别与第一累加器模块连接，所述比较器模块包括四级比较器组。