[发明专利]一种基于四点探测的关键点检测方法

说明书

本发明公开了一种基于四点探测的关键点检测方法，包含正四点法和正四点、斜四点法，其中，正四点法为：选择半径为3个相素的圆周上的上、下、左、右4点作为角点提取依据，中心点为待判断像素，当圆周上4点像素灰度值有连续3点比中心点更亮或者有连续3点比中心点更暗时，则中心点纳入候选关键点范围；正斜4点法：选择半径为3个相素的圆周的上、下、左、右4点和斜45度、135度、‑45度、‑135度4点作为角点提取依据，只要满足正4点阈值条件或满足斜4点阈值条件，就将当前中心点纳入候选关键点范围，该方法大大加快粗提取时间，并提高了所提取关键点的质量。

技术领域

本发明专利涉及图像处理技术领域，具体涉及一种基于四点探测的关键点检测方法。

背景技术

特征点提取是图像处理中常用的方法，广泛的应用于物体识别、移动物体追踪、同步定位与导航等领域。特征点包含关键点和描述子两部分，关键点是特征点在图像中的位置，描述子是按照某种人为设计的方式，描述了该关键点周围像素的信息。本专利主要针对特征点中的关键点提取部分。

目前，常用的快速关键点检测分为两步，第一步是粗提取，第二步是精筛选。Fast16-9是使用最多的快速角点粗提取方法。其检测原理是：以当前检测点为圆心，在周长为16个像素的圆上判断是否存在连续9个满足阈值条件的像素点。

 FAST16-9选出的角点一般不直接用作关键点，因为扎堆现象严重，且很多角点分布在物体的边界上，一般需要做进一步筛选。第二步精筛选分非极大值抑制和Harris角点响应两个部分。非极大值抑制作用是选出局部区域内得分最高的关键点，提高关键点质量并避免关键点分布太密集，之后再对非极大值抑制保留下的关键点做Harris角点响应，计算得分，并保留得分高的前N个点作为最终的关键点，而非极大值抑制与Harris角点响应的评分标准不一致，导致很多Harris角点响应得分高的角点在非极大值抑制阶段就被剔除了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于四点探测的关键点检测方法，该方法大大加快粗提取时间，并提高了所提取关键点的质量。四点探测法包括正4点法和正斜4点法两种可选方法。正4点法具有提取速度快的优点，正斜4点法具有提取角点数量多的优点，在关键点粗提取阶段可使用其中之一进行提取。本发明弃用了FAST角点评分规则，将精筛选评分标准统一为Harris角点响应评分，先对粗筛选得到的候选角点做Harris角点响应进行评分，然后选取得分排名靠前的角点做非极大值抑制，确保得到的角点更加稳定。此外，正4点法与本发明精筛选法相结合，关键点提取速度比传统算法的运算速度有很大的提高，且最终得到的关键点Harris角点响应得分比传统算法要高，即得到的关键点更稳定；正斜4点法与本发明精筛选法相结合，运算速度也有一定的提升，且可以检测到更多的关键点，同时，关键点的得分比正4点法更高。

为解决上述技术问题，特采用如下技术方案：

一种基于四点探测的关键点检测方法，包含正四点法和正四点、斜四点法；

s1、正四点法：选择半径为3个相素的圆周上的上、下、左、右4点作为角点提取依据，中心点为待判断像素，当圆周上4点像素灰度值有连续3点比中心点更亮或者有连续3点比中心点更暗时，则中心点纳入候选关键点范围；阈值条件如下：

式中，为当前圆心像素点的灰度值，为以为圆心的圆周上正4点或斜4点像素的灰度值；

s2、正斜4点法：选择半径为3个相素的圆周的上、下、左、右4点和斜45度、135度、-45度、-135度4点作为角点提取依据，只要满足正4点阈值条件或满足斜4点阈值条件，就将当前中心点纳入候选关键点范围，其中斜四点法的阈值条件和正4点法相同；

式中，为当前圆心像素点的灰度值，为以为圆心的圆周上正4点或斜4点像素的灰度值；

s3、经上述s1或s2的方法筛选出候选关键点后，对候选关键点做Harris角点响应，计算其得分；