FR2851066A1 - Points of interest detecting method in digital image, involves detecting points in image at original resolution and when subsampled, comparing points, and storing points of subsampled image not corresponding to points of original image - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne d'une manière générale la détectionThe present invention relates generally to the detection
de points d'intérêt dans une image numérique. points of interest in a digital image.
Un point d'intérêt d'une image est un point o l'intensité du signal image varie fortement et présente des singularités telles que des coins. A point of interest of an image is a point where the intensity of the image signal varies greatly and has singularities such as corners.
Le document " Comparing and evaluating interest points " de C. 15 Schmid, R. Mohr et C. Bauckhage, dans International Conference of Computer Vision, pages 230-235, 1998, présente une étude comparative de plusieurs techniques de détection de points d'intérêt. The document "Comparing and evaluating interest points" by C. 15 Schmid, R. Mohr and C. Bauckhage, in International Conference of Computer Vision, pages 230-235, 1998, presents a comparative study of several point detection techniques interest.
Les points d'intérêt sont par exemple utilisés pour l'indexation et la recherche d'images basée sur le contenu. Pour cela, des caractéristiques 20 locales de signal image sont extraites au voisinage des points d'intérêt. Points of interest are used, for example, for indexing and searching for images based on content. For this, local image signal characteristics are extracted in the vicinity of the points of interest.
Les images sont comparées au moyen de leurs caractéristiques locales, typiquement en calculant des distances locales entre les caractéristiques et en comptant le nombre de points appariés, c'est-à-dire les points pour lesquels la distance locale est inférieure à un seuil donné. The images are compared by means of their local characteristics, typically by calculating local distances between the characteristics and by counting the number of paired points, that is to say the points for which the local distance is less than a given threshold.
Des techniques de caractérisation locale d'images sont décrites dans le document " Local grayvalue invariants for image retrieval " de C. Schmid et R. Mohr dans IEEE Transactions on Patterns Analysis and Machine Intelligence, Vol. 19, N0 5, pages 530 à 534, 1997, dans le document " Utilisation de la couleur pour l'appariement et l'indexation d'images " de P. 30 Gros et al, rapport de recherche INRIA, N0 3269 septembre 1997 et dans le document " Object-based queries using color points of interest " de V. Gouet et N. Boujemaa, dans Actes de la conférence CBAIV, 2001. Techniques for local image characterization are described in the document "Local grayvalue invariants for image retrieval" by C. Schmid and R. Mohr in IEEE Transactions on Patterns Analysis and Machine Intelligence, Vol. 19, N0 5, pages 530 to 534, 1997, in the document "Use of color for image matching and indexing" by P. 30 Gros et al, INRIA research report, N0 3269 September 1997 and in the document "Object-based queries using color points of interest" by V. Gouet and N. Boujemaa, in Proceedings of the CBAIV conference, 2001.
Par ailleurs, il est courant d'utiliser une même image à différentes résolutions. Par exemple, une image de petite taille, dite imagette, est créée à partir d'une image pour être publiée via le réseau Internet. Cette imagette est obtenue par sous-échantillonnage de l'image originale. In addition, it is common to use the same image at different resolutions. For example, a small image, called a thumbnail, is created from an image to be published via the Internet. This thumbnail is obtained by subsampling the original image.
Il est souhaitable que la détection de points d'intérêt soit robuste à un sous-échantillonnage de l'image. It is desirable that the detection of points of interest be robust to an undersampling of the image.
Or lors d'un changement de résolution obtenu par souséchantillonnage numérique de l'image, des hautes fréquences sont créées du fait du repliement de spectre engendré lorsque la condition d'échantillonnage 10 de Shannon n'est pas respectée. However, during a change in resolution obtained by digital sub-sampling of the image, high frequencies are created due to the aliasing of the spectrum generated when the Shannon sampling condition 10 is not respected.
Ces hautes fréquences se manifestent localement par des variations importantes du signal image. Ces variations sont interprétées comme des points d'intérêt par les détecteurs de point d'intérêt. These high frequencies are manifested locally by significant variations in the image signal. These variations are interpreted as points of interest by point of interest detectors.
En conséquence, les points d'intérêt de l'image à sa résolution 15 d'origine et les points d'intérêt de l'image à sa résolution inférieure ne pourront pas être appariés. La caractérisation locale de l'image ne permettra pas de mettre en correspondance les deux images. Consequently, the points of interest of the image at its original resolution and the points of interest of the image at its lower resolution cannot be paired. The local characterization of the image will not allow the two images to be matched.
La présente invention vise à remédier aux inconvénients de la technique antérieure, en fournissant un procédé et un dispositif de détection de 20 points d'intérêt dans une image numérique qui fournissent une détection robuste au sous-échantillonnage de l'image. The present invention aims to remedy the drawbacks of the prior art, by providing a method and a device for detecting 20 points of interest in a digital image which provide robust detection at the undersampling of the image.
A cette fin, l'invention propose un procédé de détection de points d'intérêt dans une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes de: - détection de premiers points d'intérêt dans l'image à la résolution d'origine, - mémorisation des premiers points d'intérêt détectés, - sous-échantillonnage de l'image, selon un facteur de sous30 échantillonnage, - détection de seconds points d'intérêt dans l'image souséchantillonnée, - comparaison des seconds points d'intérêt avec les premiers points d'intérêt, pour déterminer une correspondance entre premiers et seconds points d'intérêt, - mémorisation de seconds points d'intérêt s'ils ne correspondent pas aux premiers points d'intérêt. To this end, the invention proposes a method for detecting points of interest in a digital image, characterized in that it comprises the steps of: - detection of first points of interest in the image at the resolution of origin, - memorization of the first points of interest detected, - sub-sampling of the image, according to a factor of sub-sampling, - detection of second points of interest in the sub-sampled image, - comparison of the second points of interest with the first points of interest, to determine a correspondence between first and second points of interest, - memorization of second points of interest if they do not correspond to the first points of interest.
L'invention permet d'obtenir une détection de points d'intérêt dans une image numérique qui est robuste au sous-échantillonnage de l'image. The invention makes it possible to obtain a detection of points of interest in a digital image which is robust to the sub-sampling of the image.
Selon une caractéristique préférée, les étapes de détection de points d'intérêt mettent en oeuvre une détection de type Harris précis. According to a preferred characteristic, the steps for detecting points of interest implement a precise Harris type detection.
Ce type de détection donne de bons résultats expérimentaux. This type of detection gives good experimental results.
Selon une caractéristique préférée, les étapes de détection de points d'intérêt mettent en oeuvre une détection de type multi-échelle. According to a preferred characteristic, the steps of detecting points of interest implement a multi-scale type detection.
Ainsi, la détection de points d'intérêt est en outre robuste aux changements d'échelle, c'est-à-dire aux effets de zoom optique. Thus, the detection of points of interest is also robust to changes of scale, that is to say to optical zoom effects.
Selon une caractéristique préférée, les étapes de détection de points d'intérêt mettent en oeuvre une détection de type multi-échelle et comportent la détection d'une échelle caractéristique pour chaque point d'intérêt. According to a preferred characteristic, the steps of detecting points of interest implement a multi-scale type detection and comprise the detection of a characteristic scale for each point of interest.
Il s'agit d'une amélioration qui permet de ne retenir que les points d'intérêt à leur échelle caractéristique, et par conséquent de réduire le nombre de points d'intérêt. This is an improvement which makes it possible to retain only the points of interest at their characteristic scale, and consequently to reduce the number of points of interest.
Selon une caractéristique préférée, la comparaison comporte une recherche de correspondance de position entre les premiers et seconds points 25 d'intérêt. According to a preferred characteristic, the comparison includes a search for a correspondence in position between the first and second points of interest.
Selon une caractéristique préférée, la mémorisation des premiers et seconds points d'intérêt comporte la mémorisation du facteur de souséchantillonnage respectivement pour chaque point d'intérêt. Ainsi, il y a une association de chaque point d'intérêt avec le facteur de souséchantillonnage 30 pour lequel le point a été détecté. According to a preferred characteristic, the storage of the first and second points of interest comprises the storage of the subsampling factor respectively for each point of interest. Thus, there is an association of each point of interest with the subsampling factor 30 for which the point was detected.
Selon une caractéristique préférée, la mémorisation des premiers et seconds points d'intérêt comporte la mémorisation de l'échelle caractéristique pour chaque point d'intérêt. Cette caractéristique est mise en oeuvre lorsque la détection des points d'intérêt comporte la détection d'une échelle caractéristique pour chaque point. According to a preferred characteristic, the storage of the first and second points of interest comprises the storage of the characteristic scale for each point of interest. This characteristic is implemented when the detection of the points of interest includes the detection of a characteristic scale for each point.
Selon une caractéristique préférée, la comparaison comporte en 5 outre une recherche de correspondance entre les produits respectifs échelle caractéristique par facteur de sous-échantillonnage pour les premiers et les seconds points d'intérêt. Là aussi, cette caractéristique est mise en oeuvre lorsque la détection des points d'intérêt comporte la détection d'une échelle caractéristique pour chaque point. According to a preferred characteristic, the comparison also comprises a search for correspondence between the respective products, characteristic scale by sub-sampling factor for the first and second points of interest. Again, this feature is implemented when the detection of points of interest includes the detection of a characteristic scale for each point.
Selon une caractéristique préférée, les étapes de souséchantillonnage, détection de seconds points d'intérêt, comparaison et mémorisation sont effectuées itérativement un nombre prédéterminé de fois et pour des facteurs de sous-échantillonnage croissants et prédéterminés, les seconds points d'intérêt mémorisés à une itération donnée étant considérés 15 comme des premiers points d'intérêt à l'itération suivante. According to a preferred characteristic, the steps of subsampling, detection of second points of interest, comparison and storage are carried out iteratively a predetermined number of times and for increasing and predetermined subsampling factors, the second points of interest stored at a given iteration being considered as first points of interest for the following iteration.
Corrélativement, l'invention concerne un dispositif de détection de points d'intérêt dans une image numérique, caractérisé en ce qu'il comporte: des moyens de détection de premiers points d'intérêt dans l'image à la résolution d'origine, - des moyens de mémorisation des points d'intérêt détectés, - des moyens de sous-échantillonnage de l'image, - des moyens de détection de seconds points d'intérêt dans l'image 25 sous-échantillonnée, - des moyens de comparaison des seconds points d'intérêt avec les premiers points d'intérêt, pour déterminer une correspondance entre premiers et seconds points d'intérêt, - des moyens de mémorisation de seconds points d'intérêt s'ils ne 30 correspondent pas aux premiers points d'intérêt. Correlatively, the invention relates to a device for detecting points of interest in a digital image, characterized in that it comprises: means for detecting first points of interest in the image at the original resolution, - means for memorizing the detected points of interest, - means for sub-sampling the image, - means for detecting second points of interest in the sub-sampled image, - means for comparing the second points of interest with the first points of interest, to determine a correspondence between first and second points of interest, means for storing second points of interest if they do not correspond to the first points of interest.
Le dispositif selon l'invention comporte des moyens de mise en oeuvre des caractéristiques précédemment exposées et présente des avantages analogues à ceux précédemment présentés. The device according to the invention includes means for implementing the characteristics described above and has advantages similar to those previously presented.
L'invention concerne aussi un procédé et un dispositif de 5 caractérisation locale d'image numérique qui mettre en oeuvre les caractéristiques précédemment exposées. Ce procédé et ce dispositif présentent des avantages analogues à ceux précédemment présentés. The invention also relates to a method and a device for local characterization of digital image which implements the characteristics described above. This method and this device have advantages similar to those previously presented.
L'invention concerne aussi un appareil numérique incluant le dispositif selon l'invention ou des moyens de mise en oeuvre du procédé selon 10 l'invention. Les avantages de l'appareil numérique sont identiques à ceux précédemment exposés. The invention also relates to a digital apparatus including the device according to the invention or means for implementing the method according to the invention. The advantages of the digital apparatus are identical to those previously exposed.
Un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible, mémorise un programme mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. An information storage means, readable by a computer or by a microprocessor, integrated or not in the device, possibly removable, stores a program implementing the method according to the invention.
Un programme d'ordinateur lisible par un microprocesseur et comportant une ou plusieurs séquence d'instructions est apte à mettre en oeuvre les procédés selon l'invention. A computer program readable by a microprocessor and comprising one or more sequence of instructions is capable of implementing the methods according to the invention.
Les caractéristiques et avantages de la présente invention 20 apparaîtront plus clairement à la lecture d'un mode préféré de réalisation illustré par les dessins ci-joints, dans lesquels: - la figure 1 représente un mode de réalisation d'un dispositif mettant en oeuvre l'invention, - la figure 2 représente un dispositif de détection de points d'intérêt 25 selon l'invention, - la figure 3 représente un mode de réalisation de procédé de détection de points d'intérêt selon l'invention, - la figure 4 représente un mode de réalisation de procédé de mise jour d'une liste de points d'intérêt selon l'invention. 30 Selon le mode de réalisation choisi et représenté à la figure 1, un dispositif mettant en oeuvre l'invention est par exemple un micro-ordinateur 10 connecté à différents périphériques, par exemple une caméra numérique 107 (ou un scanner, ou tout moyen d'acquisition ou de stockage d'image) reliée à une carte graphique et fournissant des informations à traiter selon l'invention. The characteristics and advantages of the present invention will appear more clearly on reading a preferred embodiment illustrated by the attached drawings, in which: - Figure 1 shows an embodiment of a device implementing the invention, - figure 2 represents a device for detecting points of interest according to the invention, - figure 3 represents an embodiment of method for detecting points of interest according to the invention, - figure 4 represents an embodiment of a method for updating a list of points of interest according to the invention. According to the embodiment chosen and represented in FIG. 1, a device implementing the invention is for example a microcomputer 10 connected to different peripherals, for example a digital camera 107 (or a scanner, or any means of 'acquisition or image storage) connected to a graphics card and providing information to be processed according to the invention.
Le dispositif 10 comporte une interface de communication 112 reliée 5 à un réseau 113 apte à transmettre des données numériques à traiter ou inversement à transmettre des données traitées par le dispositif. Le dispositif 10 comporte également un moyen de stockage 108 tel que par exemple un disque dur. Il comporte aussi un lecteur 109 de disque 110. Ce disque 110 peut être une disquette, un CD-ROM ou un DVD-ROM, par exemple. Le disque 110 10 comme le disque 108 peuvent contenir des données traitées selon l'invention ainsi que le ou les programmes mettant en oeuvre l'invention qui, une fois lu par le dispositif 10, sera stocké dans le disque dur 108. Selon une variante, le programme permettant au dispositif de mettre en oeuvre l'invention, pourra être stocké en mémoire morte 102 (appelée ROM sur le dessin). En seconde 15 variante, le programme pourra être reçu pour être stocké de façon identique à celle décrite précédemment par l'intermédiaire du réseau de communication 113. The device 10 includes a communication interface 112 connected 5 to a network 113 capable of transmitting digital data to be processed or, conversely, of transmitting data processed by the device. The device 10 also includes a storage means 108 such as for example a hard disk. It also includes a disc drive 109. This disc 110 can be a floppy disk, a CD-ROM or a DVD-ROM, for example. The disk 110 10 as the disk 108 can contain data processed according to the invention as well as the program or programs implementing the invention which, once read by the device 10, will be stored in the hard disk 108. According to a variant , the program allowing the device to implement the invention can be stored in read-only memory 102 (called ROM in the drawing). In the second variant, the program can be received to be stored in an identical manner to that described previously via the communication network 113.
Le dispositif 10 est relié à un microphone 111. Les données à traiter selon l'invention seront dans ce cas du signal audio. The device 10 is connected to a microphone 111. The data to be processed according to the invention will in this case be an audio signal.
Ce même dispositif possède un écran 104 permettant de visualiser les données à traiter ou de servir d'interface avec l'utilisateur qui peut ainsi paramétrer certains modes de traitement, à l'aide du clavier 114 ou de tout autre moyen (souris par exemple). This same device has a screen 104 making it possible to view the data to be processed or to serve as an interface with the user who can thus configure certain processing modes, using the keyboard 114 or any other means (mouse for example) .
L'unité centrale 100 (appelée CPU sur le dessin) exécute les 25 instructions relatives à la mise en oeuvre de l'invention, instructions stockées dans la mémoire morte 102 ou dans les autres éléments de stockage. Lors de la mise sous tension, les programmes de traitement stockés dans une mémoire non volatile, par exemple la ROM 102, sont transférés dans la mémoire vive RAM 103 qui contiendra alors le code exécutable de l'invention ainsi que des 30 registres pour mémoriser les variables nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. The central unit 100 (called CPU in the drawing) executes the instructions relating to the implementation of the invention, instructions stored in the read-only memory 102 or in the other storage elements. During power-up, the processing programs stored in a non-volatile memory, for example the ROM 102, are transferred to the RAM RAM 103 which will then contain the executable code of the invention as well as registers for storing the variables necessary for the implementation of the invention.
De manière plus générale, un moyen de stockage d'information, lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur, intégré ou non au dispositif, éventuellement amovible, mémorise un programme mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. More generally, an information storage means, readable by a computer or by a microprocessor, integrated or not in the device, possibly removable, stores a program implementing the method according to the invention.
Le bus de communication 101 permet la communication entre les différents éléments inclus dans le micro-ordinateur 10 ou reliés à lui. La représentation du bus 101 n'est pas limitative et notamment l'unité centrale 100 est susceptible de communiquer des instructions à tout élément du microordinateur 10 directement ou par l'intermédiaire d'un autre élément du micro10 ordinateur 10. The communication bus 101 allows communication between the different elements included in the microcomputer 10 or connected to it. The representation of the bus 101 is not limiting and in particular the central unit 100 is capable of communicating instructions to any element of the microcomputer 10 directly or through another element of the microcomputer 10.
En référence à la figure 2, un mode de réalisation de dispositif 1 de détection de points d'intérêt dans une image numérique I selon l'invention reçoit une image numérique. With reference to FIG. 2, an embodiment of device 1 for detecting points of interest in a digital image I according to the invention receives a digital image.
Le dispositif comporte: - des moyens 11 de détection de premiers points d'intérêt dans l'image à la résolution d'origine, - des moyens 12 de mémorisation des points d'intérêt détectés, - des moyens 13 de sous-échantillonnage de l'image, - des moyens 14 de détection de seconds points d'intérêt dans l'image sous-échantillonnée, - des moyens 15 de comparaison des seconds points d'intérêt avec les premiers points d'intérêt, pour déterminer une correspondance entre premiers et seconds points d'intérêt, - des moyens 16 de mémorisation de seconds points d'intérêt s'ils ne correspondent pas aux premiers points d'intérêt. The device comprises: - means 11 for detecting first points of interest in the image at the original resolution, - means 12 for memorizing the detected points of interest, - means 13 for sub-sampling the image, - means 14 for detecting second points of interest in the subsampled image, - means 15 for comparing second points of interest with the first points of interest, to determine a correspondence between first and second points of interest, means 16 for storing second points of interest if they do not correspond to the first points of interest.
Le dispositif selon l'invention comporte des moyens 17 de caractérisation locale de l'image. La caractérisation locale est effectuée à partir de la liste de points d'intérêt déterminée précédemment, d'une manière 30 classique qui ne sera pas décrite ici. The device according to the invention comprises means 17 for local characterization of the image. Local characterization is carried out from the list of points of interest determined previously, in a conventional manner which will not be described here.
Ces moyens sont mis en oeuvre dans l'ordinateur 10 de la figure 1. These means are implemented in the computer 10 of FIG. 1.
Le fonctionnement du dispositif selon l'invention est détaillé dans la suite. The operation of the device according to the invention is detailed below.
La figure 3 représente un mode de réalisation de procédé de 5 détection de points d'intérêt dans une image, selon l'invention. Ce procédé est mis en oeuvre dans le dispositif précédemment décrit et comporte des étapes El à E9. FIG. 3 represents an embodiment of a method for detecting points of interest in an image, according to the invention. This method is implemented in the device described above and includes steps E1 to E9.
Le procédé est réalisé sous la forme d'un algorithme qui peut être mémorisé en totalité ou en partie dans tout moyen de stockage d'information 10 capable de coopérer avec le microprocesseur. Ce moyen de stockage est lisible par un ordinateur ou par un microprocesseur. Ce moyen de stockage est intégré ou non au dispositif, et peut être amovible. Par exemple, il peut comporter une bande magnétique, une disquette ou un CD-ROM (disque compact à mémoire figée). The method is carried out in the form of an algorithm which can be stored in whole or in part in any information storage means 10 capable of cooperating with the microprocessor. This storage means can be read by a computer or by a microprocessor. This storage means is integrated or not to the device, and can be removable. For example, it may include a magnetic tape, a floppy disk or a CD-ROM (compact disk with frozen memory).
L'étape El est une initialisation à laquelle un ensemble de K valeurs croissantes {S0, Sl, ..., Smax} de facteurs de sous-échantillonnage est défini par un utilisateur ou automatiquement. La valeur So est par exemple choisie égale à un. La valeur Smax est choisie égale à la valeur maximale de souséchantillonnage qui sera appliquée à l'image. Cette valeur maximale est par 20 exemple égale au facteur de réduction de taille lors de la génération d'une imagette à partir d'une image pour sa publication sur le réseau Internet. Step E1 is an initialization to which a set of K increasing values {S0, Sl, ..., Smax} of sub-sampling factors is defined by a user or automatically. The value So is for example chosen equal to one. The Smax value is chosen equal to the maximum subsampling value that will be applied to the image. This maximum value is for example equal to the size reduction factor when generating a thumbnail from an image for publication on the Internet.
Les facteurs de sous-échantillonnage suivent une loi géométrique. The sub-sampling factors follow a geometric law.
Le rapport Rs entre deux valeurs successives de facteurs de souséchantillonnage est choisi en fonction de la robustesse maximale intrinsèque 25 de la détection exposée dans la suite. Pour le détecteur dit " Harris précis " qui sera utilisé dans la suite, le rapport Rs est typiquement inférieur à deux. The ratio Rs between two successive values of subsampling factors is chosen as a function of the intrinsic maximum robustness of the detection described below. For the so-called "precise Harris" detector which will be used below, the ratio Rs is typically less than two.
L'étape suivante E2 est une initialisation à laquelle un paramètre entier k est initialisé à la valeur zéro. Le paramètre k représente l'indice des facteurs de sous-échantillonnage qui vont être considérés les uns après les 30 autres dans la suite. The next step E2 is an initialization at which an integer parameter k is initialized to the value zero. The parameter k represents the index of the sub-sampling factors which will be considered one after the other in the following.
L'étape suivante E3 est le sous-échantillonnage de l'image I selon le facteur de sous-échantillonnage courant Sk. De préférence, on choisit S0 égal à un, de manière à traiter l'image à sa résolution d'origine lors du premier passage (k = 0). The next step E3 is the sub-sampling of the image I according to the current sub-sampling factor Sk. Preferably, we choose S0 equal to one, so as to process the image at its original resolution during the first pass (k = 0).
Le résultat de l'étape E3 est une image Ik sous-échantillonnée par rapport à l'image d'origine. The result of step E3 is an image Ik sub-sampled with respect to the original image.
Pour une image initiale de taille MxN pixels, l'image souséchantillonnée Ik a une taille de M/Sk x N/Sk pixels. For an initial image of size MxN pixels, the sub-sampled image Ik has a size of M / Sk x N / Sk pixels.
L'étape suivante E4 est une détection de points d'intérêt dans l'image courante lk. On utilise par exemple le détecteur dit " Harris précis " décrit dans le document " Comparing and evaluating interest points " de C. 10 Schmid, R. Mohr et C. Bauckhage, dans International Conference of Computer Vision, pages 230-235, 1998. Le résultat est un ensemble de points Pi, avec i entier variant entre 1 et un entier Nk. L'entier Nk est soit prédéterminé, soit dépendant du contenu de l'image. The next step E4 is a detection of points of interest in the current image lk. One uses for example the detector known as "Harris precise" described in the document "Comparing and evaluating interest points" of C. 10 Schmid, R. Mohr and C. Bauckhage, in International Conference of Computer Vision, pages 230-235, 1998. The result is a set of points Pi, with i integer varying between 1 and an integer Nk. The integer Nk is either predetermined or dependent on the content of the image.
Le point Pi est caractérisé par sa position pi = (xi, yi) dans l'image. The point Pi is characterized by its position pi = (xi, yi) in the image.
Selon une première variante de réalisation, la détection est de type multi-échelle. Cette détection est fondée sur une représentation de l'image obtenue par lissage du signal image par des noyaux gaussiens d'écart-type croissant On. According to a first alternative embodiment, the detection is of the multiscale type. This detection is based on a representation of the image obtained by smoothing the image signal by Gaussian nuclei with increasing standard deviation On.
La détection de points d'intérêt est alors réalisée à plusieurs valeurs 20 d'échelle {a1, ..., amax}. On peut choisir la même loi géométrique de variation des échelles que pour les facteurs de sous-échantillonnage. On a ainsi le même rapport R8 entre deux valeurs successives d'échelles que pour les facteurs de sous-échantillonnage. The detection of points of interest is then carried out at several scale values {a1, ..., amax}. We can choose the same geometric law of variation of scales as for the sub-sampling factors. There is thus the same ratio R8 between two successive values of scales as for the sub-sampling factors.
Selon une seconde variante, la détection est de type multi-échelle et 25 on ne retient les points d'intérêt qu'à leur échelle caractéristique respective. According to a second variant, the detection is of the multi-scale type and the points of interest are only retained at their respective characteristic scale.
Cette technique est décrite dans le document " Indexing based on scale invariant interest points " de K. Mikolajczyk et C. Schmid, dans Actes de la conférence ICCV, 2001. L'échelle caractéristique d'un point d'intérêt Pi est la valeur d'échelle cri pour laquelle une fonction déterminée du signal image prend 30 sa valeur maximale dans le sens des échelles. La fonction déterminée est par exemple le Laplacien. On montre expérimentalement que l'échelle caractéristique est caractéristique du contenu local de l'image autour du point d'intérêt. This technique is described in the document "Indexing based on scale invariant interest points" by K. Mikolajczyk and C. Schmid, in Proceedings of the ICCV conference, 2001. The characteristic scale of a point of interest Pi is the value d the Cree scale for which a determined function of the image signal takes its maximum value in the direction of the scales. The determined function is for example the Laplacian. We show experimentally that the characteristic scale is characteristic of the local content of the image around the point of interest.
Expérimentalement, il est possible de relier échelle et facteur de souséchantillonnage en supposant qu'un même point d'intérêt détecté à une 5 première échelle caractéristique Cya et pour un premier facteur de souséchantillonnage Sv doit se retrouver à une seconde échelle caractéristique ib et pour un second facteur de sous-échantillonnage Sw, tels que: /:a. Sv = ab. S, Le produit échelle caractéristique par facteur de sous10 échantillonnage est caractéristique du point d'intérêt au sens du contenu de l'image. Experimentally, it is possible to link scale and sub-sampling factor by assuming that the same point of interest detected on a first characteristic scale Cya and for a first sub-sampling factor Sv must be found on a second characteristic scale ib and for a second subsampling factor Sw, such as: /: a. Sv = ab. S, The characteristic scale product by sub-sampling factor is characteristic of the point of interest in the sense of the content of the image.
On peut fixer une valeur maximale Pmax pour ce produit. La valeur Pmax est par exemple égale à Smax pour co = 1. Pour chaque valeur de facteur de sous-échantillonnage Sk, la valeur d'échelle maximale Gymax pour l'analyse 15 multi-échelle est déterminée par: cmax = Pmax / Sk. A maximum value Pmax can be set for this product. The value Pmax is for example equal to Smax for co = 1. For each value of the sub-sampling factor Sk, the maximum scale value Gymax for the multi-scale analysis is determined by: cmax = Pmax / Sk.
En d'autres termes, le domaine de variation des échelles est normalisé par la valeur du facteur de sous-échantillonnage Sk de manière à conserver un domaine constant d'analyse défini par le produit entre l'échelle maximale cimax et le facteur de sous-échantillonnage Sk. Le nombre d'échelles 20 et par conséquent la quantité de calcul sont ainsi réduits. In other words, the range of scales is normalized by the value of the subsampling factor Sk so as to maintain a constant domain of analysis defined by the product between the maximum scale cimax and the factor of under- Sk sampling. The number of scales 20 and consequently the amount of calculation are thus reduced.
Selon cette seconde variante, les redondances entre points d'intérêt sont limitées et le nombre de points d'intérêt retenus est plus faible. According to this second variant, the redundancies between points of interest are limited and the number of points of interest retained is lower.
L'étape suivante E5 est un test pour déterminer si le paramètre k est égal à zéro. On détermine ainsi si c'est le premier passage pour l'image en 25 cours de traitement. The next step E5 is a test to determine whether the parameter k is equal to zero. It is thus determined whether this is the first pass for the image being processed.
Si la réponse est positive, alors l'étape E5 est suivie de l'étape E6 à laquelle une liste L de points d'intérêt est initialisée. La liste L comporte les points Pi avec le facteur de sous-échantillonnage Si = Sk et le cas échéant avec leur échelle caractéristique respective ai. If the answer is positive, then step E5 is followed by step E6 at which a list L of points of interest is initialized. The list L comprises the points Pi with the subsampling factor Si = Sk and, where appropriate, with their respective characteristic scale ai.
Si la réponse est négative à l'étape E5, alors cette étape est suivie de l'étape E7 à laquelle la liste L de points d'intérêt est mise à jour. Cette étape est détaillée dans la suite en référence à la figure 4. il If the answer is negative in step E5, then this step is followed by step E7 in which the list L of points of interest is updated. This step is detailed below with reference to FIG. 4. it
Les étapes E6 et E7 sont suivies de l'étape E8 à laquelle le paramètre k est incrémenté de une unité pour considérer le facteur de souséchantillonnage suivant. Steps E6 and E7 are followed by step E8 in which the parameter k is incremented by one to consider the next sub-sampling factor.
L'étape suivante E9 est un test pour déterminer si le paramètre k est 5 égal à K, c'est-à-dire si tous les facteurs de sous-échantillonnage ont été considérés. The next step E9 is a test to determine whether the parameter k is equal to K, that is to say whether all of the sub-sampling factors have been considered.
Si la réponse est négative, alors cette étape est suivie de l'étape E3 précédemment décrite. If the answer is negative, then this step is followed by step E3 previously described.
Si la réponse est positive à l'étape E9, tous les facteurs de sous10 échantillonnage ont été considérés. If the answer is positive in step E9, all the sub-sampling factors have been considered.
La détection des points d'intérêt est alors terminée. Elle est par exemple suivie d'une caractérisation locale de l'image, réalisée à partir des points d'intérêt détectés. The detection of points of interest is then complete. It is for example followed by a local characterization of the image, carried out from the detected points of interest.
L'étape E7 est détaillée en référence à la figure 4 sous la forme d'un algorithme qui comporte des étapes E71 à E75. Step E7 is detailed with reference to FIG. 4 in the form of an algorithm which includes steps E71 to E75.
On considère ici tous les points d'intérêt détectés à l'étape E4 précédente, pour le facteur de sous-échantillonnage courant Sk. Il y a Nk points d'intérêt à considérer. We consider here all the points of interest detected in the preceding step E4, for the current sub-sampling factor Sk. There are Nk points of interest to be considered.
L'étape E71 est une initialisation à laquelle un paramètre n est initialisé à la valeur un pour considérer un premier point d'intérêt Pn. On considère un point Pn, avec son facteur de sous-échantillonnage Sk et éventuellement avec son échelle caractéristique cyn. Step E71 is an initialization to which a parameter n is initialized to the value one to consider a first point of interest Pn. We consider a point Pn, with its subsampling factor Sk and possibly with its characteristic scale cyn.
L'étape suivante E72 est un test pour déterminer si le point Pn 25 courant est apparié avec un point de la liste L. La liste L contient à cette étape les points d'intérêt détectés aux résolutions supérieures ainsi que les points de la résolution correspondant au facteur de sous- échantillonnage courant Sk déjà traités et ajoutés à la liste. On suppose que la liste comporte N points d'intérêt. The next step E72 is a test to determine whether the current point Pn 25 is paired with a point from the list L. The list L contains at this step the points of interest detected at higher resolutions as well as the points of the corresponding resolution to the current sub-sampling factor Sk already processed and added to the list. It is assumed that the list includes N points of interest.
Pour cela, la position du point courant P,- est comparée aux positions 30 des points d'intérêt de la liste L, à une erreur de localisation E près. Soient (xn, y,) les coordonnées du point P, dans l'image à la résolution correspondant au facteur de sous-échantillonnage courant Sk. On recherche s'il existe un point Pj dans une image à une résolution correspondant à un facteur de souséchantillonnage Sj inférieur au facteur de souséchantillonnage courant Sk tel que: Sk(Xn-ú) < Sj.Xj < Sk(Xn+E) Sk(Yn-E) < Sj.yj < Sk(Yn+F) En outre, lorsque la détection de points d'intérêt est de type multiéchelle, on vérifie que le rapport des produits échelle caractéristique par facteur de sous-échantillonnage est conservé à une valeur K. près, la valeur K. étant 10 proche de la valeur un. On choisit typiquement Ks < Rs. For this, the position of the current point P, - is compared with the positions 30 of the points of interest in the list L, except for a localization error E. Let (xn, y,) be the coordinates of the point P, in the image at the resolution corresponding to the current sub-sampling factor Sk. We search if there exists a point Pj in an image at a resolution corresponding to a factor of subsampling Sj lower than the current subsampling factor Sk such that: Sk (Xn-ú) <Sj.Xj <Sk (Xn + E) Sk (Yn-E) <Sj.yj <Sk (Yn + F) Furthermore, when the detection of points of interest is of the multiscale type, it is checked that the ratio of the characteristic scale products by subsampling factor is kept to a value K. close, the value K. being close to the value one. We typically choose Ks <Rs.
Lorsque le point courant Pn n'est pas apparié à un point de la liste L, alors l'étape E72 est suivie de l'étape E73. When the current point Pn is not paired with a point in the list L, then step E72 is followed by step E73.
L'étape E73 est l'ajout du point courant Pn à la liste L. Le point d'intérêt Pn, le facteur de sous-échantillonnage Sn = Sk et le cas échéant 15 l'échelle caractéristique an du point P. sont ajoutés à la liste L. L'étape E73 est suivie de l'étape E74. Step E73 is the addition of the current point Pn to the list L. The point of interest Pn, the sub-sampling factor Sn = Sk and if appropriate the characteristic scale an of the point P. are added to the list L. Step E73 is followed by step E74.
Lorsque la réponse est positive à l'étape E72, cela signifie qu'il existe déjà un point de la liste L qui correspond au point courant Pr. Dans ce cas, l'étape E72 est suivie de l'étape E74. When the response is positive in step E72, this means that there already exists a point in the list L which corresponds to the current point Pr. In this case, step E72 is followed by step E74.
A l'étape E74, le paramètre n est incrémenté de une unité pour considérer un point d'intérêt suivant. In step E74, the parameter n is incremented by one to consider a next point of interest.
L'étape suivante E75 est un test pour déterminer si le paramètre n est égal à (Nk + 1). Si la réponse est négative, alors il reste au moins un point Pn à considérer et cette étape est suivie de l'étape E72 précédemment décrite. 25 Lorsque la réponse est positive à l'étape E75, alors tous les points Pr détectés au passage précédent à l'étape E4 ont été traités. The next step E75 is a test to determine whether the parameter n is equal to (Nk + 1). If the answer is negative, then there remains at least one point Pn to be considered and this step is followed by step E72 previously described. When the response is positive in step E75, then all the points Pr detected in the previous passage in step E4 have been processed.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés, mais englobe, bien au contraire, 30 toute variante à la portée de l'homme du métier. Of course, the present invention is not limited to the embodiments described and shown, but encompasses, quite the contrary, any variant within the reach of ordinary skill in the art.
Par exemple, il est possible d'utiliser d'autres détecteurs, tels que ceux mentionnés dans le document " Comparing and evaluating interest 2851066 13 points " de C. Schmid, R. Mohr et C. Bauckhage, dans International Conference of Computer Vision, pages 230-235, 1998. For example, it is possible to use other detectors, such as those mentioned in the document "Comparing and evaluating interest 2851066 13 points" by C. Schmid, R. Mohr and C. Bauckhage, in International Conference of Computer Vision, pages 230-235, 1998.
En outre, les points d'intérêt peuvent être utilisés pour effectuer un recalage d'image. In addition, points of interest can be used to perform an image registration.
Claims (23)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101488224B (en) * | 2008-01-16 | 2011-01-19 | 中国科学院自动化研究所 | Characteristic point matching method based on relativity measurement |
-
2003
- 2003-02-10 FR FR0301545A patent/FR2851066B1/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (3)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101488224B (en) * | 2008-01-16 | 2011-01-19 | 中国科学院自动化研究所 | Characteristic point matching method based on relativity measurement |
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FR2851066B1 (en) | 2005-08-05 |
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