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    • 专利摘要:
    一種影像特徵描述處理裝置及影像特徵描述處理方法。影像特徵描述處理裝置包括標頭儲存單元、向量儲存單元、特徵擷取單元、分散單元及記憶體控制器。特徵擷取單元擷取影像特徵描述。分散單元根據影像特徵描述產生標頭基底位址、向量基底位址、標頭及向量。記憶體控制器根據標頭基底位址連續寫入標頭至標頭儲存單元，並根據向量基底位址連續寫入向量至向量儲存單元。
    公开号:TW201312474A
    申请号:TW100133048
    申请日:2011-09-14
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Yen-Chung Chang；Jiun-Yan Chen
    申请人:Ind Tech Res Inst；
    IPC主号:G06T1-00
    专利说明:
    影像特徵描述處理裝置及影像特徵描述處理方法
    本發明是有關於一種影像特徵描述處理裝置及影像特徵描述處理方法。
    請同時參照第1圖及第2圖，第1圖繪示係為傳統儲存特徵描述之示意圖，第2圖繪示係為特徵比對與比對範圍之示意圖。動態隨機存取記憶體11依序儲存特徵描述F1至Fn，特徵描述F1至Fn係描述第2圖繪示中n個特徵點22。其中，n係正整數。特徵描述F1包括特徵編號FN1、特徵座標FC1、主軸強度O1及向量V1，而特徵描述F2包括特徵編號FN2、特徵座標FC2、主軸強度O2及向量V2。以此類推，特徵描述Fn包括特徵編號FNn、特徵座標FCn、主軸強度On及向量Vn。動態隨機存取記憶體11係先依序儲存特徵描述F1之特徵編號FN1、特徵座標FC1、主軸強度O1及向量V1，再依序儲存特徵描述F2之特徵編號FN2、特徵座標FC2、主軸強度O2及向量V2。以此類推，最後再依序儲存特徵描述Fn之特徵編號FNn、特徵座標FCn、主軸強度On及向量Vn。
    在進行特徵比對之前，需要先自動態隨機存取記憶體11讀取欲比對之特徵點22的特徵座標以判斷欲比對之特徵點22是否落於比對範圍21內。若欲比對之特徵點22的特徵座標落於比對範圍21內，再自動態隨機存取記憶體11讀取欲比對之特徵點22的向量進行特徵比對。
    本發明係有關於一種影像特徵描述處理裝置及影像特徵描述處理方法，係藉由將標頭及向量分別儲存至標頭儲存單元及向量儲存單元以提升特徵比對時之讀取效率。
    根據本發明，提出一種影像特徵描述處理裝置。影像特徵描述處理裝置包括標頭儲存單元(Header Storage Unit)、向量儲存單元(Vector Storage Unit)、特徵擷取單元(Feature Capture Unit)、分散單元(Distribute Unit)及記憶體控制器(Memory Controller)。特徵擷取單元擷取影像特徵描述(Feature Descriptor)。分散單元根據影像特徵描述產生標頭基底位址(Header Base Address)、向量基底位址(Vector Base Address)、標頭(Header)及向量(Vector)。記憶體控制器根據標頭基底位址連續寫入標頭至標頭儲存單元，並根據向量基底位址連續寫入向量至向量儲存單元。
    根據本發明，提出一種影像特徵描述處理方法。影像特徵描述處理方法包括：擷取影像特徵描述(Feature Descriptor)；根據影像特徵描述產生標頭基底位址(Base Address)、向量基底位址、標頭及向量；以及根據標頭基底位址連續寫入標頭至標頭儲存單元，並根據向量基底位址連續寫入向量至向量儲存單元。
    為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉諸項實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下： 第一實施例
    請同時參照第3圖及第4圖，第3圖繪示係為依照第一實施例之一種影像特徵描述處理裝置之方塊圖，第4圖繪示係為標頭儲存單元及向量儲存單元之示意圖。影像特徵描述處理裝置3包括標頭儲存單元(Header Storage Unit)31、向量儲存單元(Vector Storage Unit)32、特徵擷取單元(Feature Capture Unit)33、分散單元(Distribute Unit)34、記憶體控制器(Memory Controller)35及特徵比對單元(Feature Compare Unit)36。特徵擷取單元33、分散單元34及特徵比對單元36例如係由中央處理器、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)或數位電路所實現，且分散單元34係可進一步整合至特徵擷取單元33或記憶體控制器35。特徵比對單元36係可進一步地整合至特徵擷取單元33。
    標頭儲存單元31及向量儲存單元32例如係共用一動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)。
    特徵擷取單元33係耦接至分散單元34，而記憶體控制器35係耦接至標頭儲存單元31、向量儲存單元32、分散單元34及特徵比對單元36。特徵擷取單元33用以擷取影像特徵描述(Feature Descriptor)F1至Fn，n係為正整數。特徵擷取單元33例如係採尺度不變特徵轉換(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)產生影像特徵描述F1至Fn。
    分散單元34根據影像特徵描述F1至Fn產生標頭基底位址(Base Address)HA、向量基底位址VA、標頭H1至Hn及向量V1至Vn。標頭H1包括特徵編號FN1、特徵座標FC1及主軸強度O1，而特徵描述F2包括特徵編號FN2、特徵座標FC2及主軸強度O2。以此類推，特徵描述Fn包括特徵編號FNn、特徵座標FCn及主軸強度On。此外，標頭H1至Hn亦可各包括其他不屬於向量V1至Vn之資訊。除此之外，標頭H1亦可只包括特徵編號FN1及特徵座標FC1，而不包括主軸強度O1。
    記憶體控制器35用以根據標頭基底位址HA連續寫入標頭H1至Hn至標頭儲存單元31，使得標頭H1至Hn於標頭儲存單元31之記憶體位址連續。記憶體控制器35並根據向量基底位址VA連續寫入向量V1至Vn至向量儲存單元32，使得向量V1至Vn於向量儲存單元32之記憶體位址連續。
    請同時參照第3圖、第4圖及第5圖，第5圖繪示係為依照第一實施例之一種影像特徵描述處理方法之流程圖。影像特徵描述處理方法係可應用於前述影像特徵描述處理裝置3且包括如下步驟：首先如步驟51所示，特徵擷取單元33用以擷取影像特徵描述F1至Fn。接著如步驟52所示，分散單元34根據影像特徵描述F1至Fn產生標頭基底位址(Base Address)HA、向量基底位址VA、標頭H1至Hn及向量V1至Vn。跟著如步驟53所示，記憶體控制器35根據標頭基底位址HA連續寫入標頭H1至Hn至標頭儲存單元31，並根據向量基底位址VA連續寫入向量V1至Vn至向量儲存單元32。
    然後如步驟54所示，記憶體控制器35自標頭儲存單元31連續讀取至少部份標頭。接著如步驟55所示，特徵比對單元36根據標頭H1至Hn找出落於一比對範圍內之特徵描述。跟著如步驟56所示，記憶體控制器35自向量儲存單元32讀取落於比對範圍內之特徵描述之向量。然後如步驟57所示，特徵比對單元36根據落於比對範圍內之特徵描述之向量進行特徵比對。由於前述影像特徵描述處理裝置3能連續讀取至少部份標頭，因此能減少讀取標頭的時間進而提高特徵比對的速度。當上述實施例應用於動態隨機存取記憶體時，由於動態隨機存取記憶體連續存取時擁有較佳存取效率，因此將能改善整體特徵比對的速度。 第二實施例
    請同時參照第6圖及第7圖，第6圖繪示係為依照第二實施例之一種影像特徵描述處理裝置之方塊圖，第7圖繪示係為依照第二實施例之一種影像特徵描述處理方法之流程圖。影像特徵描述處理裝置6與影像特徵描述處理裝置3主要不同之處在於影像特徵描述處理裝置6更包括標頭暫存器37。標頭暫存器37耦接至記憶體控制器35，且標頭暫存器37用以暫存落於比對範圍內之特徵描述之標頭。影像特徵描述處理方法係可應用於影像特徵描述處理裝置6，步驟71、步驟72、步驟73、步驟75及步驟78分別與前述步驟51、步驟52、步驟53、步驟55及步驟57相同，在此不另行贅述。
    如步驟74所述，記憶體控制器35自標頭儲存單元31連續讀取標頭H1至Hn。而如步驟76所示，記憶體控制器35暫存比對範圍內之特徵點所對應之標頭至標頭暫存器37。接著如步驟77所示，記憶體控制器35根據標頭暫存器37暫存之標頭自向量儲存單元32讀取對應之之特徵描述之向量。
    影像特徵描述處理裝置6係先連續讀取標頭儲存單元31所儲存之所有標頭後，再根據標頭暫存器37暫存之標頭自向量儲存單元32讀取落於比對範圍內之特徵描述之向量。因此能更進一步地減少讀取標頭的時間，進而提高特徵比對的速度。
    綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
    3．．．影像特徵描述處理裝置
    11．．．動態隨機存取記憶體
    21．．．比對範圍
    22．．．特徵點
    31．．．標頭儲存單元
    32．．．向量儲存單元
    33．．．特徵擷取單元
    34．．．分散單元
    35．．．記憶體控制器
    36．．．特徵比對單元
    37．．．標頭暫存器
    51～57、71～78．．．步驟
    HA．．．標頭基底位址
    VA．．．向量基底位址
    H1～Hn．．．標頭
    F1～Fn．．．特徵描述
    FN1～FNn．．．特徵編號
    FC1～FCn．．．特徵座標
    O1～On．．．主軸強度
    V1～Vn．．．向量
    第1圖繪示係為傳統儲存特徵描述之示意圖。
    第2圖繪示係為特徵比對與比對範圍之示意圖。
    第3圖繪示係為依照第一實施例之一種影像特徵描述處理裝置之方塊圖。
    第4圖繪示係為標頭儲存單元及向量儲存單元之示意圖。
    第5圖繪示係為依照第一實施例之一種影像特徵描述處理方法之流程圖。
    第6圖繪示係為依照第二實施例之一種影像特徵描述處理裝置之方塊圖。
    第7圖繪示係為依照第二實施例之一種影像特徵描述處理方法之流程圖。
    31．．．標頭儲存單元
    32．．．向量儲存單元
    H1～Hn．．．標頭
    V1～Vn．．．向量
    FN1～FNn．．．特徵編號
    FC1～FCn．．．特徵座標
    O1～On．．．主軸強度
    权利要求:
    Claims (18)
    [1] 一種影像特徵描述處理裝置，包括：一標頭儲存單元(Header Storage Unit)；一向量儲存單元(Vector Storage Unit)；一特徵擷取單元(Feature Capture Unit)，用以擷取複數個影像特徵描述(Feature Descriptor)；一分散單元(Distributed Unit)，用以根據該些影像特徵描述產生一標頭基底位址(Header Base Address)、一向量基底位址(Vector Base Address)、複數個標頭(Header)及複數個向量(Vector)；以及一記憶體控制器(Memory Controller)，用以根據該標頭基底位址連續寫入該些標頭至該標頭儲存單元，並根據該向量基底位址連續寫入該些向量至該向量儲存單元。
    [2] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該記憶體控制器自該標頭儲存單元連續讀取至少部份該些標頭。
    [3] 如申請專利範圍第2項所述之影像特徵描述處理裝置，更包括：一特徵比對單元(Feature Compare Unit)，用以根據被讀取之標頭找出落於一比對範圍內之特徵點，該記憶體控制器自該向量儲存單元讀取該比對範圍內之特徵點所對應之向量，該特徵比對單元更根據被讀取之向量進行特徵比對。
    [4] 如申請專利範圍第3項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該特徵比對單元係整合至該特徵擷取單元。
    [5] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該記憶體控制器自該標頭儲存單元連續讀取該些標頭。
    [6] 如申請專利範圍第5項所述之影像特徵描述處理裝置，更包括：一特徵比對單元，用以根據被讀取之標頭找出落於一比對範圍內之特徵點；以及一標頭暫存器，用以暫存該比對範圍內之特徵點所對應之標頭，該記憶體控制器根據該標頭暫存器暫存之標頭自該向量儲存單元讀取對應之向量，該特徵比對單元根據被讀取之向量進行特徵比對。
    [7] 如申請專利範圍第6項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該特徵比對單元係整合至該特徵擷取單元。
    [8] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中各該些標頭包括一特徵編號、一特徵座標(Feature Coordinates)及一主軸強度(Orientation)。
    [9] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中各該些向量包括一梯度向量(Gradient Vector)。
    [10] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該標頭儲存單元及該向量儲存單元係共用一動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)。
    [11] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該分散單元係整合至該特徵擷取單元。
    [12] 如申請專利範圍第1項所述之影像特徵描述處理裝置，其中該分散單元係整合至該記憶體控制器。
    [13] 一種影像特徵描述處理方法，包括：擷取複數個影像特徵描述(Feature Descriptor)；根據該些影像特徵描述產生一標頭基底位址(Base Address)、一向量基底位址(Vector Base Address)、複數個標頭(Header)及複數個向量(Vector)；以及根據該標頭基底位址連續寫入該些標頭至一標頭儲存單元(Header Storage Unit)，並根據該向量基底位址連續寫入該些向量至一向量儲存單元(Vector Storage Unit)。
    [14] 如申請專利範圍第13項所述之影像特徵描述處理方法，更包括：自該標頭儲存單元連續讀取至少部份該些標頭；根據被讀取之標頭找出落於一比對範圍內之特徵點；自該向量儲存單元讀取該比對範圍內之特徵點所對應之向量；以及根據被讀取之向量進行特徵比對。
    [15] 如申請專利範圍第13項所述之影像特徵描述處理方法，更包括：自該標頭儲存單元連續讀取該些標頭；根據被讀取之標頭找出落於一比對範圍內之特徵描述；暫存該比對範圍內之特徵點所對應之標頭至一標頭暫存器；根據該標頭暫存器暫存之標頭自該向量儲存單元讀取對應之向量；以及根據被讀取之向量進行特徵比對。
    [16] 如申請專利範圍第13項所述之影像特徵描述處理方法，其中各該些標頭包括一特徵編號、一特徵座標(Feature Coordinates)及一主軸強度(Orientation)。
    [17] 如申請專利範圍第13項所述之影像特徵描述處理方法，其中各該些向量包括一梯度向量(Gradient Vector)。
    [18] 如申請專利範圍第13項所述之影像特徵描述處理方法，其中該標頭儲存單元及該向量儲存單元係共用一動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory,DRAM)。
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