[发明专利]图像分析方法和系统

说明书

背景技术

表示图像是许多图像/视频分析和合成应用中的基本问题，所述图像/视频分析和合成应用诸如3D建模、运动追踪、对应匹配、图像识别/分类/检索以及计算机视觉中的其它应用。图像表示可以被分类为全局方法和局部方法。例如，图像(作为整体)可以通过全局强度直方图进行全局表示。然而，这样的直方图通常无法充分突出地表征图像的外观。局部方法的示例是通过稀疏的局部特征进行图像表示，其将图像分解为多个部分或斑块(patch)，并且所述图像被描述为这些局部特征的群集(constellation)。

在图像处理和分析中，特征通常为与特定处理或分析任务相关的一条信息。局部特征通常具有两个分量，检测符和描述符。所述检测符标识特征以便进行进一步的处理和分析。正常情况下，所述检测符仅从整个图像中选择高度突出的像素的小子集。所述描述符使用特征矢量表征以所检测的点为中心的斑块的局部图像内容。因此，所述特征检测符试图选择提供与图像内容有关的信息的稳定且可靠的图像位置，并且所述描述符利用特征矢量(通常尺寸远小于原始斑块)以突出的方式来描述所述局部斑块。局部特征的整体有效性受到检测(定位)的可靠性和准确性以及描述的突出性的影响。

为了实现高级别应用的可靠操作，希望设计局部特征以使得它们针对各种几何和/或光度改变不发生变化(是鲁棒的)。例如，一些局部特征被设计为不针对相机旋转发生变化，这意味着即使所述相机被旋转，所检测的特征点连同其描述均保持不变或者仅发生轻微改变。

虽然许多已知的局部特征被设计为针对许多几何改变不发生变化，但是它们当中几乎没有局部特征被设计为不针对复杂的光度改变(像素亮度改变)发生变化。然而，复杂的(例如，非线性和空间变化的)亮度变化在许多实际场景中经常出现。例如，图像像素强度受到照明源位置、对象表面反射属性、对象表面法线以及相机捕捉参数的影响。这些中任一个的变化都会导致帧之间相应斑块中复杂的像素强度变化。而且，对象关于照明源的相对位置的变化，或者甚至是对象自身的形变都会导致相应的图像强度变化。

像素强度变化会在假设恒定强度的高级视觉应用中导致问题。许多类型的已知运动估计算法通常需要像素强度保持不变或者仅在帧之间经历简单变化。然而，在实际中，捕捉参数的变化会导致像素值的显著变化。一些已知的局部特征方法声称针对线性亮度变化是不变的。然而，亮度变化通常更加复杂并且线性模型在许多应用中是不充分的。例如，在多帧计算摄影的应用中，可以利用明显变化的捕捉参数来捕捉多个图像帧。

出于这些和其它原因，需要本发明。

发明内容

公开了用于对由多个像素构成的图像进行分析的方法和系统的实施例。识别所述像素的子集，并且对于每个识别的像素定义围绕该识别的像素的像素局部斑块，并且将所述局部斑块中的像素分组为若干仓格(bin)。所述局部斑块被划分为多个子斑块，并且对于每个子斑块，所述方法包括确定每个子斑块中有多少像素落入每个仓格之中以创建中间矢量，联接所述中间矢量以形成特征矢量并描述所述局部斑块。

此外，通过将对于亮度变化而言不变的(所检测的)局部特征相匹配，可能估计帧之间的运动，并且准确且可靠地配准它们。一旦已经准确配准了图像帧，就能够实现诸如图像稳定化、图像抠图(matting)和动态范围增强之类的许多应用。

附图说明

参考以下附图更好地理解本发明的实施例。附图的要素不一定相对于彼此成比例绘制。相似的附图标记指示相应的类似部分。

图1是在概念上图示依据本发明实施例的图像分析系统的框图。

图2是图示依据本发明实施例的图像分析方法的流程图。

图3是图示图2所示的方法的其他方面的流程图。

图4是图示图2所示的方法的其他方面的流程图。

图5图示了依据本发明实施例的图像局部斑块和子斑块。

图6图示了依据本发明实施例的另一个图像局部斑块和子斑块。

图7图示了依据本发明实施例的另一个图像局部斑块和子斑块。

具体实施方式