一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，包括超聲波探測裝置和安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括圖像預(yù)處理模塊、圖像極值點(diǎn)檢測模塊、圖像特征點(diǎn)定位模塊、主方向確定模塊、和特征提取模塊和場景判定模塊，其中所述圖像特征點(diǎn)定位模塊通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn)以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，所述主方向確定模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形成多個(gè)子線段，并將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合并形成一條線段后將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方向。本發(fā)明具有場景識(shí)別精度高、速度快的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及超聲探測領(lǐng)域，具體涉及一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 場景的判定對(duì)于任何機(jī)器發(fā)揮其最大功效起著重要作用，如果超聲波探測裝置能 夠判定自身所處場景而選取對(duì)應(yīng)的模式進(jìn)行探測，效率將會(huì)大大提高。但是，目前的超聲波 探測裝置并不具備場景判定功能。此外，為了對(duì)大規(guī)模的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，需要提高分析 處理效率和精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置。
[0004] 本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] 提供了一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，用于對(duì)場景進(jìn)行識(shí)別，包括超 聲波探測裝置和安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括：
[0006] (1)圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊 和用于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換 公式為：
[0008]其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代 表像素點(diǎn)(x，y)處的灰度值；
[0009] (2)圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像 的高斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和 上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同 尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述 高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為：
[0010] D(x,y,〇) = (G(x,k〇)-G(x,〇))*r(x,y) + (G(y,k〇)-G(y,〇))*r(x,y)
[0011] 此處
[0013] 其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的 圖像函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1， 〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯 函數(shù)，k為不變倍增因子；
[0014] (3)圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn) 以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的 第一定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三 定位子模塊，其中：
[0015] a、所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并 求導(dǎo)得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：
[0017] 其中，表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，| 表示極值點(diǎn)的精確位置；
[0018] b、所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子?？燧敵龅膱D像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一 化處理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為：
[0022]所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：
[0024]其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，爐(-M')為包含局部信息的校正系 數(shù)，Μ為像素的最大灰度值，所述最大灰度值M=255，mH為圖像中灰度值高于128的所有像素 的均值，是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖 像，心為設(shè)定的閾值；
[0025] c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到 該極值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定 邊緣點(diǎn)，其中閾值τ 2的取值范圍為[10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間 的比值來確定；
[0026]優(yōu)選地，所述具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，場景識(shí)別裝置還包括：
[0027] (1)主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所 述連線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形 成多個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合 并形成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方 向，所述最優(yōu)線段的判定公式為：
[0029] 其中，LY表示最優(yōu)線段，為平均梯度值為的線段，1,為所述多條線段中第η 條線段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度 大于平均線段長度的線段集合；
[0030] (2)特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域 對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符；
[0031] (3)場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判 定。
[0032] 進(jìn)一步地，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T3的子線段，所述 閾值Τ3的取值范圍為(0,0.1]。
[0033]本發(fā)明的有益效果為：
[0034] 1、設(shè)置的圖像預(yù)處理模塊考慮了視覺習(xí)慣以及人眼對(duì)不同色彩的感知度同色彩 強(qiáng)度的非線性關(guān)系，能夠更為準(zhǔn)確的描述圖像；
[0035] 2、提出了高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式，減少了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，進(jìn) 而提高了圖像分析的速度；
[0036] 3、設(shè)置的圖像特征點(diǎn)定位模塊對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行低對(duì)比度點(diǎn)和不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的去除， 保證特征點(diǎn)的有效性，其中對(duì)圖像的灰度值進(jìn)行增強(qiáng)，能夠大大增加圖像的穩(wěn)定性，更為精 確的對(duì)低對(duì)比度點(diǎn)進(jìn)行去除，進(jìn)而提高圖像分析的準(zhǔn)確度；
[0037] 4、設(shè)置主方向確定模塊，提出了最優(yōu)線段的判定公式，以特征點(diǎn)梯度方向直方圖 中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線形成的線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方向，線段相 對(duì)于點(diǎn)更加穩(wěn)定，使得圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的描述符具有可重復(fù)性，提高了特征描述符的準(zhǔn) 確性，進(jìn)而能夠更加快速、準(zhǔn)確的對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別檢測，具有很高的魯棒性。
【附圖說明】
[0038]利用附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限 制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得 其它的附圖。
[0039] 圖1是本發(fā)明各模塊的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 結(jié)合以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0041 ] 實(shí)施例1
[0042]參見圖1，本實(shí)施例具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，包括超聲波探測裝置和 安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括：
[0043] (1)圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊 和用于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換 公式為：
[0045]其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代 表像素點(diǎn)(x，y)處的灰度值；
[0046] (2)圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像 的高斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和 上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同 尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述 高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為：
[0047] D(x,y,〇) = (G(x,k〇)-G(x,〇))*r(x,y) + (G(y,k〇)-G(y,〇))*r(x,y)
[0048] 此處
[0050] 其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的 圖像函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1， 〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯 函數(shù)，k為不變倍增因子；
[0051] (3)圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn) 以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的 第一定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三 定位子模塊，其中：
[0052] a、所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并 求導(dǎo)得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：
[0054] 其中，?)(；〇表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，1 表示極值點(diǎn)的精確位置；
[0055] b、所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子?？燧敵龅膱D像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一 化處理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為：
[0059]所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：
[0060] D{X)<T,, 7； e [().() 1,0.06]
[0061] 其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，鉺λ%.ν')為包含局部信息的校正系 數(shù)，Μ為像素的最大灰度值，所述最大灰度值M=255，m H為圖像中灰度值高于128的所有像素 的均值，是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖 像，心為設(shè)定的閾值；
[0062] c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到 該極值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定 邊緣點(diǎn)，其中閾值τ 2的取值范圍為[10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間 的比值來確定；
[0063]優(yōu)選地，所述具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，場景識(shí)別裝置還包括：
[0064] (1)主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所 述連線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形 成多個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合 并形成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方 向，所述最優(yōu)線段的判定公式為：
[0066] 其中，LY表示最優(yōu)線段，1^_為平均梯度值為的線段，為所述多條線段中第η 條線段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度 大于平均線段長度的線段集合；
[0067] (2)特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域 對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符；
[0068] (3)場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判 定。
[0069] 進(jìn)一步地，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T3的子線段，所述 閾值Τ3的取值范圍為(0,0.1]。
[0070] 本實(shí)施例設(shè)置的圖像預(yù)處理模塊考慮了視覺習(xí)慣以及人眼對(duì)不同色彩的感知度 同色彩強(qiáng)度的非線性關(guān)系，能夠更為準(zhǔn)確的描述圖像;提出了高斯差分尺度空間的簡化計(jì) 算公式，減少了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，進(jìn)而提高了圖像分析的速度;設(shè)置的圖像特征點(diǎn) 定位模塊對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行低對(duì)比度點(diǎn)和不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的去除，保證特征點(diǎn)的有效性，其中對(duì) 圖像的灰度值進(jìn)行增強(qiáng)，能夠大大增加圖像的穩(wěn)定性，更為精確的對(duì)低對(duì)比度點(diǎn)進(jìn)行去除， 進(jìn)而提高圖像分析的準(zhǔn)確度;設(shè)置主方向確定模塊，提出了最優(yōu)線段的判定公式，以特征點(diǎn) 梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線形成的線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn) 的主方向，線段相對(duì)于點(diǎn)更加穩(wěn)定，使得圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的描述符具有可重復(fù)性，提高了 特征描述符的準(zhǔn)確性，進(jìn)而能夠更加快速、準(zhǔn)確的對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別檢測，具有很高的魯棒 性;本實(shí)施例取閾值!^ = 0.01，Τ2 = 10，Τ3 = 0.1，圖像分析的精度提高了 2 %，速度提高了 1%〇
[0071] 實(shí)施例2
[0072] 參見圖1，本實(shí)施例具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，包括超聲波探測裝置和 安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括：
[0073] (1)圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊 和用于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換 公式為：
[0075]其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代 表像素點(diǎn)(x，y)處的灰度值；
[0076] (2)圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像 的高斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和 上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同 尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述 高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為：
[0077] D(x，y，〇) = (G(x，k〇)-G(x，〇))*I'（x，y) + (G(y，k〇)-G(y，〇))*r(x，y)
[0078] 此處
[0080]其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的 圖像函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1，〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯 函數(shù)，k為不變倍增因子；
[0081] (3)圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn) 以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的 第一定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三 定位子模塊，其中：
[0082] a、所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并 求導(dǎo)得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：
[0084] 其中，￡>(；〇表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，1 表示極值點(diǎn)的精確位置；
[0085] b、所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子?？燧敵龅膱D像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一 化處理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為：
[0089]所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：
[0090] Z)(.V)<7；, 7； e [0.01,0.06]
[0091] 其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，舛U)為包含局部信息的校正系 數(shù)，Μ為像素的最大灰度值，所述最大灰度值M=255，m H為圖像中灰度值高于128的所有像素 的均值，是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖 像，心為設(shè)定的閾值；
[0092] c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到 該極值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定 邊緣點(diǎn)，其中閾值τ2的取值范圍為[10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間 的比值來確定；
[0093]優(yōu)選地，所述具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，場景識(shí)別裝置還包括：
[0094] (1)主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所 述連線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形 成多個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合 并形成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方 向，所述最優(yōu)線段的判定公式為：
[0096]其中，LY表示最優(yōu)線段，&_為平均梯度值為的線段，知,為所述多條線段中第η 條線段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度 大于平均線段長度的線段集合；
[0097] (2)特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域 對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符；
[0098] (3)場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判 定。
[0099]進(jìn)一步地，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T3的子線段，所述 閾值Τ3的取值范圍為(0,0.1]。
[0100]本實(shí)施例設(shè)置的圖像預(yù)處理模塊考慮了視覺習(xí)慣以及人眼對(duì)不同色彩的感知度 同色彩強(qiáng)度的非線性關(guān)系，能夠更為準(zhǔn)確的描述圖像;提出了高斯差分尺度空間的簡化計(jì) 算公式，減少了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，進(jìn)而提高了圖像分析的速度;設(shè)置的圖像特征點(diǎn) 定位模塊對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行低對(duì)比度點(diǎn)和不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的去除，保證特征點(diǎn)的有效性，其中對(duì) 圖像的灰度值進(jìn)行增強(qiáng)，能夠大大增加圖像的穩(wěn)定性，更為精確的對(duì)低對(duì)比度點(diǎn)進(jìn)行去除， 進(jìn)而提高圖像分析的準(zhǔn)確度;設(shè)置主方向確定模塊，提出了最優(yōu)線段的判定公式，以特征點(diǎn) 梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線形成的線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn) 的主方向，線段相對(duì)于點(diǎn)更加穩(wěn)定，使得圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的描述符具有可重復(fù)性，提高了 特征描述符的準(zhǔn)確性，進(jìn)而能夠更加快速、準(zhǔn)確的對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別檢測，具有很高的魯棒 性;本實(shí)施例取閾值!^ = 0.02，T2 = 11，Τ3 = 0.08，圖像分析的精度提高了 1 %，速度提高了 1.5%〇
[0101] 實(shí)施例3
[0102] 參見圖1，本實(shí)施例具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，包括超聲波探測裝置和 安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括：
[0103] (1)圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊 和用于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換 公式為：
[0?05]其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代 表像素點(diǎn)(x，y)處的灰度值；
[0106] (2)圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像 的高斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和 上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同 尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述 高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為：
[0107] D(x,y,〇) = (G(x,k〇)-G(x,〇))*r(x,y) + (G(y,k〇)-G(y,〇))*r(x,y)
[0108] 此處
[0110] 其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的 圖像函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1， 〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯 函數(shù)，k為不變倍增因子；
[0111] (3)圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn) 以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的 第一定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三 定位子模塊，其中：
[0112] a、所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并 求導(dǎo)得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：
[0114]其中，:JD(J〇表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，i 表示極值點(diǎn)的精確位置；
[0115] b、所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子模快輸出的圖像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一 化處理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為：
[0119] 所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：
[0120] D{X)<TV 7, e [0.01,0.06]
[0121] 其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，為包含局部信息的校正系 數(shù)，Μ為像素的最大灰度值，所述最大灰度值M=255，m H為圖像中灰度值高于128的所有像素 的均值，是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖 像，心為設(shè)定的閾值；
[0122] c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到 該極值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ 2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定 邊緣點(diǎn)，其中閾值τ2的取值范圍為[10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間 的比值來確定；
[0123] 優(yōu)選地，所述具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，場景識(shí)別裝置還包括：
[0124] (1)主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所 述連線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形 成多個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合 并形成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方 向，所述最優(yōu)線段的判定公式為：
[0126] 其中，LY表示最優(yōu)線段，為平均梯度值為冢_的線段，為所述多條線段中第η 條線段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度 大于平均線段長度的線段集合；
[0127] (2)特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域 對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符；
[0128] (3)場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判 定。
[0129] 進(jìn)一步地，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T3的子線段，所述 閾值Τ3的取值范圍為(0,0.1]。
[0130]本實(shí)施例設(shè)置的圖像預(yù)處理模塊考慮了視覺習(xí)慣以及人眼對(duì)不同色彩的感知度 同色彩強(qiáng)度的非線性關(guān)系，能夠更為準(zhǔn)確的描述圖像;提出了高斯差分尺度空間的簡化計(jì) 算公式，減少了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，進(jìn)而提高了圖像分析的速度;設(shè)置的圖像特征點(diǎn) 定位模塊對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行低對(duì)比度點(diǎn)和不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的去除，保證特征點(diǎn)的有效性，其中對(duì) 圖像的灰度值進(jìn)行增強(qiáng)，能夠大大增加圖像的穩(wěn)定性，更為精確的對(duì)低對(duì)比度點(diǎn)進(jìn)行去除， 進(jìn)而提高圖像分析的準(zhǔn)確度;設(shè)置主方向確定模塊，提出了最優(yōu)線段的判定公式，以特征點(diǎn) 梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線形成的線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn) 的主方向，線段相對(duì)于點(diǎn)更加穩(wěn)定，使得圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的描述符具有可重復(fù)性，提高了 特征描述符的準(zhǔn)確性，進(jìn)而能夠更加快速、準(zhǔn)確的對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別檢測，具有很高的魯棒 性;本實(shí)施例取閾值!^ = 0.03，T2 = 12，Τ3 = 0.06，圖像分析的精度提高了 2.5 %，速度提高了 3%〇
[0131] 實(shí)施例4
[0132] 參見圖1，本實(shí)施例具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，包括超聲波探測裝置和 安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括：
[0133] (1)圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊 和用于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換 公式為：
[0135]其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代 表像素點(diǎn)(x，y)處的灰度值；
[0136] (2)圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像 的高斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和 上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同 尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述 高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為：
[0137] D(x，y，〇) = (G(x，k〇)-G(x，〇))*r (x，y) + (G(y，k〇)-G(y，〇))*r (x，y)
[0138] 此處
[0140] 其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的 圖像函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1， 〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯 函數(shù)，k為不變倍增因子；
[0141] (3)圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn) 以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的 第一定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三 定位子模塊，其中：
[0142] a、所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并 求導(dǎo)得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：
[0144] 其中，表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，| 表示極值點(diǎn)的精確位置；
[0145] b、所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子模快輸出的圖像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一 化處理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為：
[0149] 所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：
[0150] [){Χ)<Τ?, 7； e [().()1,0.06]
[0151] 其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，火為包含局部信息的校正系 數(shù)，Μ為像素的最大灰度值，所述最大灰度值M=255，mH為圖像中灰度值高于128的所有像素 的均值，是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖 像，心為設(shè)定的閾值；
[0152] c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到 該極值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定 邊緣點(diǎn)，其中閾值τ 2的取值范圍為[10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間 的比值來確定；
[0153]優(yōu)選地，所述具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，場景識(shí)別裝置還包括：
[0154] (1)主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所 述連線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形 成多個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合 并形成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方 向，所述最優(yōu)線段的判定公式為：
[0156] 其中，LY表示最優(yōu)線段，~_為平均梯度值的線段，&,,為所述多條線段中第η 條線段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度 大于平均線段長度的線段集合；
[0157] (2)特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域 對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符；
[0158] (3)場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判 定。
[0159]進(jìn)一步地，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T3的子線段，所述 閾值Τ3的取值范圍為(0,0.1]。
[0160]本實(shí)施例設(shè)置的圖像預(yù)處理模塊考慮了視覺習(xí)慣以及人眼對(duì)不同色彩的感知度 同色彩強(qiáng)度的非線性關(guān)系，能夠更為準(zhǔn)確的描述圖像;提出了高斯差分尺度空間的簡化計(jì) 算公式，減少了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，進(jìn)而提高了圖像分析的速度;設(shè)置的圖像特征點(diǎn) 定位模塊對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行低對(duì)比度點(diǎn)和不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的去除，保證特征點(diǎn)的有效性，其中對(duì) 圖像的灰度值進(jìn)行增強(qiáng)，能夠大大增加圖像的穩(wěn)定性，更為精確的對(duì)低對(duì)比度點(diǎn)進(jìn)行去除， 進(jìn)而提高圖像分析的準(zhǔn)確度;設(shè)置主方向確定模塊，提出了最優(yōu)線段的判定公式，以特征點(diǎn) 梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線形成的線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn) 的主方向，線段相對(duì)于點(diǎn)更加穩(wěn)定，使得圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的描述符具有可重復(fù)性，提高了 特征描述符的準(zhǔn)確性，進(jìn)而能夠更加快速、準(zhǔn)確的對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別檢測，具有很高的魯棒 性;本實(shí)施例取閾值!^ = 0.04，T2 = 13，Τ3 = 0.04，圖像分析的精度提高了 1.5 %，速度提高了 2%〇
[0161] 實(shí)施例5
[0162] 參見圖1，本實(shí)施例具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，包括超聲波探測裝置和 安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括：
[0163] (1)圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊 和用于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換 公式為：
[0?05]其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代 表像素點(diǎn)(x，y)處的灰度值；
[0166] (2)圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像 的高斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和 上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同 尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述 高斯差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為：
[0167] D(x，y，〇) = (G(x，k〇)-G(x，〇))*I'（x，y) + (G(y，k〇)-G(y，〇))*r(x，y)
[0168] 此處
[0170]其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的 圖像函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1，〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯 函數(shù)，k為不變倍增因子；
[0171] (3)圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn) 以及不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的 第一定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三 定位子模塊，其中：
[0172] a、所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并 求導(dǎo)得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：
[0174] 其中，1)(；〇表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，i 表示極值點(diǎn)的精確位置；
[0175] b、所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子?？燧敵龅膱D像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一 化處理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為：
[0179]所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：
[0180] ￡)(Λ，）< 廠' 7; e [(),01,0,06]
[0181] 其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，供(X,j)為包含局部信息的校正系 數(shù)，Μ為像素的最大灰度值，所述最大灰度值M=255，m H為圖像中灰度值高于128的所有像素 的均值，是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖 像，心為設(shè)定的閾值；
[0182] c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到 該極值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ 2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定 邊緣點(diǎn)，其中閾值τ2的取值范圍為]10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間 的比值來確定；
[0183] 優(yōu)選地，所述具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，場景識(shí)別裝置還包括：
[0184] (1)主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所 述連線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形 成多個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合 并形成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方 向，所述最優(yōu)線段的判定公式為：
[0186] 其中，LY表示最優(yōu)線段，&_為平均梯度值為的線段，為所述多條線段中第η 條線段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度 大于平均線段長度的線段集合；
[0187] (2)特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域 對(duì)所述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符；
[0188] (3)場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判 定。
[0189] 進(jìn)一步地，所述具有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T3的子線段，所述 閾值Τ3的取值范圍為(0,0.1]。
[0190]本實(shí)施例設(shè)置的圖像預(yù)處理模塊考慮了視覺習(xí)慣以及人眼對(duì)不同色彩的感知度 同色彩強(qiáng)度的非線性關(guān)系，能夠更為準(zhǔn)確的描述圖像;提出了高斯差分尺度空間的簡化計(jì) 算公式，減少了運(yùn)算量，提高了運(yùn)算速度，進(jìn)而提高了圖像分析的速度;設(shè)置的圖像特征點(diǎn) 定位模塊對(duì)極值點(diǎn)進(jìn)行低對(duì)比度點(diǎn)和不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的去除，保證特征點(diǎn)的有效性，其中對(duì) 圖像的灰度值進(jìn)行增強(qiáng)，能夠大大增加圖像的穩(wěn)定性，更為精確的對(duì)低對(duì)比度點(diǎn)進(jìn)行去除， 進(jìn)而提高圖像分析的準(zhǔn)確度;設(shè)置主方向確定模塊，提出了最優(yōu)線段的判定公式，以特征點(diǎn) 梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線形成的線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn) 的主方向，線段相對(duì)于點(diǎn)更加穩(wěn)定，使得圖像對(duì)應(yīng)的特征點(diǎn)的描述符具有可重復(fù)性，提高了 特征描述符的準(zhǔn)確性，進(jìn)而能夠更加快速、準(zhǔn)確的對(duì)圖像進(jìn)行識(shí)別檢測，具有很高的魯棒 性;本實(shí)施例取閾值!^ = 0.05，T2 = 14，Τ3 = 0.02，圖像分析的精度提高了 1.8 %，速度提高了 1.5%〇
[0191]最后應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí) 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，用于對(duì)周圍場景進(jìn)行識(shí)別，其特征是，包 括超聲波探測裝置和安裝在超聲波探測裝置上的場景識(shí)別裝置，場景識(shí)別裝置包括： (1) 圖像預(yù)處理模塊，其包括用于將彩色圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像的圖像轉(zhuǎn)換子模塊和用 于對(duì)所述灰度圖像進(jìn)行濾波的圖像濾波子模塊，所述圖像轉(zhuǎn)換子模塊的圖像灰度轉(zhuǎn)換公式 為：其中，1?(1，7)、6(1，7)、8(1，7)分別代表像素點(diǎn)(1，7)處的紅綠藍(lán)強(qiáng)度值，1(1，7)代表像 素點(diǎn)(x，y)處的灰度值； (2) 圖像極值點(diǎn)檢測模塊，其通過由高斯差分算子與圖像進(jìn)行卷積建立成的圖像的高 斯差分尺度空間來檢測各極值點(diǎn)的位置，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下 相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆大時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極大值點(diǎn)，當(dāng)采樣點(diǎn)相對(duì)于與它同尺度 的8個(gè)相鄰點(diǎn)和上下相鄰尺度對(duì)應(yīng)的18個(gè)點(diǎn)的值皆小時(shí)，所述采樣點(diǎn)為極小值點(diǎn)，所述高斯 差分尺度空間的簡化計(jì)算公式為： D(x,y,〇) = (G(x,k〇)-G(x,〇))*r(x,y) + (G(y,k〇)-G(y,〇))*r(x,y) 此處其中，D(x，y，〇)表示高斯差分尺度空間函數(shù)，I'（x，y)為由圖像轉(zhuǎn)化子模塊輸出的圖像 函數(shù)，*表示卷積運(yùn)算，σ表示尺度空間因子，6(1，〇)、6(7,〇)為定義的尺度可變的高斯函數(shù)， k為不變倍增因子； (3) 圖像特征點(diǎn)定位模塊，其通過剔除所述各極值點(diǎn)中對(duì)噪聲敏感的低對(duì)比度點(diǎn)以及 不穩(wěn)定的邊緣點(diǎn)來確定作為特征點(diǎn)的極值點(diǎn)，包括依次連接的用于極值點(diǎn)精確定位的第一 定位子模塊、用于去除低對(duì)比度點(diǎn)的第二定位子模塊和用于去除不穩(wěn)定邊緣點(diǎn)的第三定位 子模塊，其中： a、 所述第一定位子模塊通過對(duì)所述高斯差分尺度空間函數(shù)進(jìn)行二次泰勒展開并求導(dǎo) 得到極值點(diǎn)的精確位置，極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)為：其中，DCAJ表示極值點(diǎn)的尺度空間函數(shù)，D(x，y，〇)T為相對(duì)于極值點(diǎn)的偏移量，全表示 極值點(diǎn)的精確位置； b、 所述第二定位子模塊對(duì)由圖像轉(zhuǎn)換子?？燧敵龅膱D像依次進(jìn)行灰度增強(qiáng)、歸一化處 理后剔除所述低對(duì)比度點(diǎn)，增強(qiáng)后的灰度值為： 此處所述低對(duì)比度點(diǎn)的判定公式為：其中，I"（x，y)表示灰度值增強(qiáng)后的圖像函數(shù)，爐(AJ)為包含局部信息的校正系數(shù)，Μ為 像素的最大灰度值，所述最大灰度值M = 255，mH為圖像中灰度值高于128的所有像素的均 值，mL是灰度值低于128的所有像素的均值，!Kx，y)為由圖像濾波子模塊處理后的圖像，1^為 設(shè)定的閾值； c、所述第三定位子模塊通過計(jì)算極值點(diǎn)的位置尺度為2X2的Hessian矩陣Η得到該極 值點(diǎn)的主曲率，并通過剔除主曲率比值大于設(shè)定的閾值Τ2的極值點(diǎn)來剔除所述不穩(wěn)定邊緣 點(diǎn)，其中閾值Τ 2的取值范圍為[10，15 ]，所述主曲率比值通過比較矩陣Η的特征值之間的比 值來確定。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，其特征是，場景識(shí) 別裝置還包括： (1) 主方向確定模塊，包括依次連接的連線子模塊、合并子模塊和處理子模塊，所述連 線在模塊用于將關(guān)于所述特征點(diǎn)的梯度方向直方圖中的任意相鄰兩個(gè)峰值連線以形成多 個(gè)子線段，所述合并子模塊用于將具有相近斜率且相鄰的子線段在長度方向上進(jìn)行合并形 成一條線段，所述處理子模塊用于將多條線段中的最優(yōu)線段的方向作為特征點(diǎn)的主方向， 所述最優(yōu)線段的判定公式為：其中，LY表示最優(yōu)線段，為平均梯度值為復(fù)_的線段，馭為所述多條線段中第η條線 段的平均梯度值，gk為所述第η條線段中的第k條子線段，L"為所述多條線段中線段長度大于 平均線段長度的線段集合； (2) 特征提取模塊，其根據(jù)所述主方向來旋轉(zhuǎn)特征點(diǎn)的鄰域，并根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的鄰域?qū)λ?述特征點(diǎn)進(jìn)行描述，從而生成所述特征點(diǎn)的描述符； (3) 場景判定模塊，采用提取的特征與數(shù)據(jù)庫中的場景特征進(jìn)行對(duì)比，完成場景判定。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有場景識(shí)別功能的超聲波探測裝置，其特征是，所述具 有相近斜率的子線段為斜率差小于預(yù)設(shè)閾值T 3的子線段，所述閾值T3的取值范圍為（0， 0.!]〇
【文檔編號(hào)】G06K9/36GK105868730SQ201610232171
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】吳本剛
【申請(qǐng)人】吳本剛