一种具有尺度不变性的最稳定极值区域的提取方法

摘要

本发明公开了一种具有尺度不变性的最稳定极值区域的提取方法，首先使用最稳定极值区域算法在原始图像中检测初始的最稳定极值区域；再通过M进小波变换建立初始的最稳定极值区域的尺度金字塔，并在其中根据M进小波变换系数的能量算子，确定具有尺度不变性的特征点，对每个特征点，从最稳定极值区域的尺度金字塔的各层图像中获得与其对应的极值区域，并通过多尺度空间中极值区域的稳定性指标，提取出具有尺度不变性的最稳定极值区域，最后将具有尺度不变性的最稳定极值区域调整成椭圆形状，得到最终的具有不变性的最稳定极值区域。本发明将尺度不变性与最稳定极值区域结合起来，提取了最稳定极值区域，具有完全的仿射不变性。

主权项

一种具有尺度不变性的最稳定极值区域的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：1)首先使用最稳定极值区域算法在原始图像中检测初始的最稳定极值区域；2)通过M进小波变换建立初始的最稳定极值区域的尺度金字塔，在初始的最稳定极值区域的尺度金字塔中根据M进小波变换系数的能量算子，确定具有尺度不变性的特征点：将初始的最稳定极值区域记为f(x,y)，在递增尺度M^j下沿x和y方向，做M进小波变换，其中M为大于1小于2的实数，j为递增的正整数，其中的小波函数ψ(x,y)定义为光滑函数沿x和y方向的导数，从而得到由递增尺度M^j下的平滑的最稳定极值区域及小波系数组成的MSER尺度金字塔；对j为偶数时不同尺度的小波变换结果，结合其相邻位置上的信息，采用Teager能量算子得到M进制小波变换系数的能量及对应的模根据该模值进行局部非极大值抑制，也就是与周围8个点相比，如果当前点的模值最大，该点即被确定为具有尺度不变性的特征点，记为X＝(x,y,M^j)，其中(x,y)表示特征点的位置，M^j表示特征点所在尺度；3)对由上述步骤确定的每个特征点，从最稳定极值区域的尺度金字塔的各层图像中获得与其对应的极值区域，并通过多尺度空间中极值区域的稳定性指标，提取出具有尺度不变性的最稳定极值区域：首先对从最稳定极值区域的尺度金字塔中提取的每个特征点，找出其所 在尺度下平滑的最稳定极值区域中像素点的灰度值比其边界像素点的灰度值都大或者都小的连通区域，作为其对应的极值区域；然后判断该极值区域的空间稳定性和尺度稳定性，如果该极值区域在尺度空间和像素空间都是稳定的，那么该极值区域就是具有尺度不变性的最稳定极值区域；上述稳定性指标包括尺度空间的稳定性指标ε(ER)和像素空间的稳定性指标尺度空间的稳定性指标ε(ER)定义为：其中j表示极值区域ER在尺度金字塔中的层次；像素空间的稳定性指标定义为：其中Δ是算法的一个输入参数，|·|表示集合的势，ER^+Δ，ER^‑Δ属于极限区域，如果极值区域ER的ε(ER)存在局部极小值，则称极值区域ER在尺度空间是稳定的，如果极值区域ER的是局部极小值，那么区域ER在像素空间是稳定的，如果极值区域ER在尺度空间和像素空间都是稳定的，那么极值区域ER就是具有尺度不变性的最稳定极值区域。4)最后将具有尺度不变性的最稳定极值区域调整成椭圆形状：首先根据面积大小和面积变化率大小删除重复或稳定性差的区域；然后根据协方差矩阵，将不规则形状区域调整为规则的椭圆形区域；将该椭圆形区域放大若干比例，得到最终的具有不变性的最稳定极值区域。