[发明专利]一种SURF特征点提取加速方法及系统

权利要求书

1.一种SURF特征点提取加速系统，其特征在于，包括：积分图像计算模块、数据遍历模块、黑森行列式计算模块和特征点坐标方向计算模块；

所述积分图像计算模块、数据遍历模块和黑森行列式计算模块设置在FPGA端，所述特征点坐标方向计算模块设置在ARM端；

所述积分图像计算模块用于逐个接收原始灰度图像中的像素值，结合积分图像缓冲寄存器传送的上一行所有像素累加值之和，通过计算并存储原始灰度图像中当前行各个像素的累加值作为积分图像各个像素的灰度值，将所述原始灰度图像转换为积分图像；

所述数据遍历模块包括不同尺度的行fifo阵列和寄存器计算单元；其中，所述行fifo阵列中包含m+1个行fifo，每个行fifo的深度为n；其中，m的取值不同代表不同的尺度；n≥m+1；所述寄存器计算单元为(m+1)*(m+1)大小的寄存器链；所述行fifo阵列用于在每一个时钟周期从积分图像计算模块中接收m+1个积分图像的灰度值，当计数每满一行则复位一次，积分图像的灰度值数据向下平移一行重新送入灰度值；所述寄存器计算单元用于暂存所述行fifo阵列中各积分图像的灰度值；

所述黑森行列式计算模块用于在每个时钟周期对存储在寄存器计算单元的不同大小的积分图像并行计算D_xx、D_yy、D_xy方向上的盒子滤波模板，获取不同尺度下黑森行列式金字塔；

所述特征点坐标方向计算模块用于将黑森行列式金字塔输入至ARM端，通过非极大值抑制获取初始特征点，再通过设定黑森行列式阈值，删除小于黑森行列式阈值的特征点；对剩余特征点采用双线性插值方法，获取特征点在尺寸空间中的位置坐标。

2.根据权利要求1所述的SURF特征点提取加速系统，其特征在于，所述积分图像计算模块包括一个累加器、一个计数器、一个fifo和一个积分图像行缓冲寄存器；

所述累加器输出端连接fifo；所述累加器与所述积分图像行缓冲寄存器双向连接；所述计数器与所述累加器相连；所述fifo输出端与所述行fifo阵列相连；

所述累加器用于逐个接收原始灰度图像中的像素值，结合积分图像缓冲寄存器传送的上一行所有像素累加值之和，获取当前行的每个像素的累加值，将原始灰度图像转换为积分图像；其中，原始灰度图像中各个像素的累加值作为积分图像各个像素的灰度值；

所述计数器用于对输入累加器的原始灰度图像中的像素计数，当原始图像每一行像素值传输后，累加器用于将积分图像每一行中各像素累加值保存；积分图像缓冲寄存器用于接收每一行所有像素累加值之和，作为下一行积分图像计算时使用。

3.根据权利要求1或2所述的SURF特征点提取加速系统，其特征在于，m取值为9、15、21、27、33、39、45和51。

4.根据权利要求1或2所述的SURF特征点提取加速系统，其特征在于，D_xx＝((A+G)-(B+H))-2((B+F)-(C+G))+((C+E)-(D+F))

D_yy＝((A+G)-(B+H))-2((B+F)-(C+G))+((C+E)-(D+F))

D_xy＝((A+F)-(B+E))-((C+H)-(G+D))-((I+N)-(J+M))+((K+P)-(L+O))

其中，A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N、O和P分别为对应积分图像中点a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o和p的灰度值；a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m、n、o和p分别为SURF算法规定的D_xx、D_yy、D_xy方向滤波模板计算对应积分图像像素点。