[发明专利]用于产生方向梯度直方图的方法

权利要求书

1.一种用于为图像的至少一部分产生方向梯度直方图(HOG)的方法，包括：

将所述图像部分分成单元，每个单元包括多个图像像素；

针对单元的每个图像像素，

基于沿着分别包括所述像素的所述图像的至少一行和所述图像的列的像素值差异，获得水平梯度分量gx和垂直梯度分量gy；以及

将梯度分配给多个扇区中的一者，其中n是扇区索引，每个扇区延伸通过一系列方位角，并且所述扇区的至少一些根据以下不等式从相邻扇区划分：b*16<a*(n+1)，其中0≤n≤5，b＝gy并且a＝gx；以及b*16<a*(13-n)，其中7≤n≤12，a＝gx+gy并且b＝gx-gy；

将至少一个扇区与区间相关联；以及

对与区间相关联的单元的像素梯度中的每个实例进行累加以为所述单元提供HOG。

2.根据权利要求1所述的方法，包括：在将像素梯度分配到多个扇区中的一个之前：

如果所述水平梯度分量小于0，则反转像素的所述水平梯度分量gx；

如果所述垂直梯度分量小于0，则反转像素的所述垂直梯度分量gy；以及

如果所述垂直梯度分量大于所述水平梯度分量，则互换像素的所述水平和垂直梯度分量，以便将像素梯度映射到公共半象限；以及

以及在将像素梯度分配给多个扇区中的一者之后：

根据所述反转和互换，将所述分配的扇区映射到整圆的扇区。

3.根据权利要求1所述的方法，其中将扇区与区间关联包括使用分配的扇区索引n作为查找表的索引。

4.根据权利要求1所述的方法，还包括：

根据以下公式计算每个像素梯度的幅度m(x,y)：

其中K包括使用分配的扇区索引n索引的cos(∝)的整数值近似的查找表，其中cos(∝)是对应于每个扇区索引的角度，并且其中c是常数，幂是2。

5.一种包括用于实现根据权利要求1所述的方法的数字逻辑的图像处理系统。

6.一种用于为图像的至少一部分产生方向梯度直方图(HOG)的方法，包括：

将所述图像部分分成单元，每个单元包括多个图像像素；

将至少一个扇区与区间相关联，每个扇区对应于整圆内的对应角度，针对单元的每个图像像素，

基于沿着分别包括所述像素的所述图像的至少一行和所述图像的列的像素值差异，获得水平梯度分量gx和垂直梯度分量gy；以及

根据所述像素梯度与界定所述像素梯度的所述一对扇区中的每一者的相对角度，将梯度权重分配给界定所述像素梯度的一对扇区的扇区；以及

根据所述扇区和所述相关联的区间之间的角度关系，将扇区的所述梯度权重分配给相关联的区间；以及

针对与区间相关联的单元的每个像素累加加权像素梯度，从而为所述单元提供HOG。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述将梯度权重W1分配给扇区包括根据下式计算所述梯度权重：

其中a1和a2是所述像素梯度的所述扇区内角度，并且其中W0包括所述一对扇区的另一扇区的所述权重。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述角度a1用所述垂直梯度分量gy近似，并且所述角度a1+a2用扇区的最大垂直梯度分量近似。

9.根据权利要求8所述的方法，包括：使用查找表Kw来作为所述水平梯度分量gx的函数近似所述角度a1+a2，并且根据下式计算所述权重W1、W0：

其中c是常数，幂是2。

10.根据权利要求6所述的方法，其中扇区沿着包括gx＝2ⁿ.gy的线延伸，其中n是幅度大于或等于1的任何整数值。