一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統和方法技術方案

本發明專利技術公開了一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統和方法，本發明專利技術在雙核DSP數字信號處理器芯片控制下，視頻圖像采集模塊實時地采集圖像，經過A\D采樣模塊處理后進行圖像分割，得到若干子圖像，二維Gabor小波模塊對子圖像進行濾波處理，再經過紋理特征提取模塊提取得到子圖像的紋理特征，分類判別模塊根據提取的紋理特征與Brodatz標準紋理庫進行特征匹配，最后由結構化描述模塊將紋理特征和關于圖像屬性及內容的分類判別結果進行結構化描述。本發明專利技術提供的方法能夠從非結構化的視頻圖像信息中提取紋理特征并進行結構化描述，可實現對視頻圖像內容的查詢、檢索和瀏覽，便于視頻監控的有效應用和管理。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及視頻圖像處理領域，特別涉及圖像紋理特征提取
，具體是指一種基于嵌入式系統的視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的方法。
技術介紹
伴隨著科技的飛速發展，視頻監控技術日新月異。目前的視頻監控主要以人工監控及人工查閱錄像資料來查找證據和線索為主。現有的原始視頻圖像數據屬于一種難以進行檢索、查詢的非結構化數據，如果需要通過視頻錄像來查找某個線索或者細節，必須采用人工調閱該錄像視頻片斷方法，對該視頻錄像進行完整的分析，消耗大量的人力，物力。鑒于此種情況，如何從海量圖像數據中搜索人們感興趣的圖像并有效利用這些圖像，成為迫切需要解決的問題。基于內容的圖像檢索(CBIR)是解決這一問題的重要技術之一。基于 內容的圖像檢索是指利用圖像內容特征(包括形狀特征、顏色特征、紋理特征)對圖像進行檢索、查詢。現有技術中，申請號為200310118093. X的中國專利文獻中公開了一種形狀描述符抽取方法和一種圖像搜索方法，能夠達到對活動視頻進行壓縮處理，并能基于該活動視頻壓縮技術進行圖像搜索的目的。申請號為200910200590的中國專利文獻中公開了一種圖像主顏色特征提取和結構化描述的方法，通過比較兩幅圖像主顏色特征之間的相似程度來判別兩幅圖像的相似性，快速查找到相同或相似的圖像，處理過程簡單方便，工作性能穩定可靠，廣泛用于圖像檢索、機器視覺和智能視頻監控領域。圖像的紋理特征作為一種重要的圖像視覺特征，在圖像檢索和視頻圖像分析方面有重要的應用價值，但是在現有技術中，目前還沒有基于嵌入式系統的圖像紋理特征提取和結構化描述方面相關的解決方案。
技術實現思路
本專利技術針對現有視頻圖像處理技術在精度和可靠性所存在的缺陷，利用嵌入式雙核DSP技術，提供一種能夠精確有效地對圖像紋理特征提取和結構化描述系統，該系統的處理過程簡單方便、工作性能穩定可靠、適用范圍較為廣泛。為了達到上述目的，本專利技術采用如下的技術方案一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統，所述系統包括視頻圖像采集模塊，所述視頻圖像采集模塊實時采集視頻圖像；圖像A\D采樣模塊，所述圖像A\D采用模塊對視頻圖像采集模塊采集的視頻圖像進行數據采樣；雙核DSP數字信號處理器芯片，所述雙核DSP數字信號處理器芯片對圖像A\D采樣模塊采集的數據進行處理；圖像分割模塊，所述圖像分割模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制將圖像A\D采樣模塊采集的圖像分割成若干子圖像；二維Gabor小波模塊,所述二維Gabor小波模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制對各個子圖像進行二維Gabor小波濾波處理；紋理特征提取模塊，所述紋理特征提取模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制提取經濾波處理后子圖像的紋理特征；分類判別模塊，所述分類判別模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制將紋理特征提取模塊提取的紋理特征與BiOdatz標準紋理庫進行匹配、判別，并分類處理；結構化描述模塊，所述結構化描述模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制對由紋理特征提取模塊提取的各個子圖像的紋理特征和經分類判別模塊分類判別產生的結果進行描述，產生關于圖像屬性和內容的描述數據。在系統的優選方案中，所述雙核DSP數字信號處理器芯片包括ARM核和DSP核，所述ARM核控制圖像A\D采樣模塊、分類判別模塊以及結構化描述模塊；所述DSP核控制圖像分割模塊、二維Gabor小波模塊以及紋理特征提取模塊。 進一步的，所述雙核DSP數字信號處理器芯片為雙核DSP處理器DM6467。進一步的，所述系統還包括查詢、檢索和瀏覽模塊，該模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制。進一步的，所述系統還包括外部高速動態存儲器SDRAM、外部程序與數據存儲器以及USB接口設備，所述外部高速動態存儲器SDRAM、外部程序與數據存儲器以及USB接口設備分別與雙核DSP數字信號處理器芯片數據相接。作為本專利技術的第二目的，本專利技術還提供一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的方法，該方法包括如下步驟(I)將采集到的模擬視頻圖像信息進行數字化處理，得到關于圖像的比特流；(2)將得到的數字圖像分割成若干子圖像；(3)對各個子圖像進行二維Gabor小波濾波處理；(4)對經過濾波處理的子圖像進行紋理特征提取；(5)將提取到的紋理特征值與BiOdatz標準紋理庫進行匹配、判別，并分類處理；(6)對分類判別的結果和提取到的紋理特征值進行描述，得到有關圖像屬性和內容的描述數據。在方法的優選方案中，所述步驟(I)、步驟(5)以及步驟(6)由雙核DSP數字信號處理器芯片中AMR核控制完成；步驟(2)至步驟(4)由雙核DSP數字信號處理器芯片中DSP核控制完成。進一步的，所述步驟(3)進行二維Gabor濾波，其函數表示為II X2 Τ(^ν) = [--] exp[- - (^t + -^-τ) + 2π] Wx] 2πσχσν2 σχ σ~其中，W是高斯函數復調制頻率。進一步的，所述步驟(6)中描述數據采用二進制的XML語言進行編寫。進一步的，所述方法還包括通過結構化描述語句對視頻進行查詢、檢索和瀏覽的步驟。本專利技術提出具有視頻圖像紋理特征提取和結構化描述功能的嵌入式系統能夠對監控視頻進行結構化描述，產生關于其屬性和內容的描述信息。該描述信息可用以查詢、瀏覽和檢索，節省大量的人力、物力，并能更加有效地對監控視頻進行操作和管理。再者，本專利技術提供的方法能夠精確有效地對圖像紋理特征提取和結構化描述，整個處理過程簡單方便、工作性能穩定可靠、適用范圍較為廣泛。以下結合附圖和具體實施方式來進一步說明本專利技術。圖I為本專利技術圖像紋理特征提取和結構化描述系統的框架組成示意圖。圖2為本專利技術圖像紋理特征提取和視頻結構化描述系統的工作過程示例。具體實施例方式為了使本專利技術實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體圖示，進一步闡述本專利技術。參見附圖說明圖1，本專利技術提出了一種基于嵌入式系統的視頻圖像紋理特征提取和結構化描述系統100，其包括一個雙核DSP數字信號處理器芯片108、視頻圖像采集模塊101、圖像A\D采樣模塊102、圖像分割模塊103、二維Gabor小波模塊104、紋理特征提取模塊105、分類判別模塊106、結構化描述模塊107、查詢、檢索和瀏覽模塊113及外部高速動態存儲器SDRAM (110)、外部程序與數據存儲器111、USB接口設備112以及電源控制模塊109。其中，視頻圖像采集模塊101與圖像A\D采樣模塊102及雙核DSP數字信號處理器芯片108之間依次連接，將采集的圖像通過視頻數據總線傳至雙核DSP數字信號處理器芯片108。雙核DSP數字信號處理器芯片108依次控制圖像分割模塊103、二維Gabor小波模塊104、紋理特征提取模塊105、分類判別模塊106以及結構化描述模塊107對接收的數據進行結構化描述處理。查詢、檢索和瀏覽模塊113與結構化描述模塊107數據相接。外部高速動態存儲器SDRAM(110)、外部程序與數據存儲器111與雙核DSP數字信號處理器芯片108相互連接。USB接口設備112通過數據接口與雙核DSP數字信號處理器芯片108相互連接。電源控制模塊109為系統中各模塊提供穩定的工作電源。在本專利技術中，雙核DSP數字信號處理器芯片108采用TI公司的TM本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統，其特征在于，所述系統包括：視頻圖像采集模塊，所述視頻圖像采集模塊實時采集視頻圖像；圖像A\D采樣模塊，所述圖像A\D采用模塊對視頻圖像采集模塊采集的視頻圖像進行數據采樣；雙核DSP數字信號處理器芯片，所述雙核DSP數字信號處理器芯片對圖像A\D采樣模塊采集的數據進行處理；圖像分割模塊，所述圖像分割模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制將圖像A\D采樣模塊采集的圖像分割成若干子圖像；二維Gabor小波模塊，所述二維Gabor小波模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制對各個子圖像進行二維Gabor小波濾波處理；紋理特征提取模塊，所述紋理特征提取模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制提取經濾波處理后子圖像的紋理特征；分類判別模塊，所述分類判別模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制將紋理特征提取模塊提取的紋理特征與Brodatz標準紋理庫進行匹配、判別，并分類處理；結構化描述模塊，所述結構化描述模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制對由紋理特征提取模塊提取的各個子圖像的紋理特征和經分類判別模塊分類判別產生的結果進行描述，產生關于圖像屬性和內容的描述數據。...

【技術特征摘要】
1.一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統，其特征在于，所述系統包括 視頻圖像采集模塊，所述視頻圖像采集模塊實時采集視頻圖像； 圖像A\D采樣模塊，所述圖像A\D采用模塊對視頻圖像采集模塊采集的視頻圖像進行數據采樣； 雙核DSP數字信號處理器芯片，所述雙核DSP數字信號處理器芯片對圖像A\D采樣模塊采集的數據進行處理； 圖像分割模塊，所述圖像分割模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制將圖像A\D采樣模塊采集的圖像分割成若干子圖像； 二維Gabor小波模塊，所述二維Gabor小波模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制對各個子圖像進行二維Gabor小波濾波處理； 紋理特征提取模塊，所述紋理特征提取模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制提取經濾波處理后子圖像的紋理特征； 分類判別模塊，所述分類判別模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制將紋理特征提取模塊提取的紋理特征與BiOdatz標準紋理庫進行匹配、判別，并分類處理； 結構化描述模塊，所述結構化描述模塊受雙核DSP數字信號處理器芯片控制對由紋理特征提取模塊提取的各個子圖像的紋理特征和經分類判別模塊分類判別產生的結果進行描述，產生關于圖像屬性和內容的描述數據。2.根據權利要求I所述的一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統，其特征在于，所述雙核DSP數字信號處理器芯片包括ARM核和DSP核，所述ARM核控制圖像A\D采樣模塊、分類判別模塊以及結構化描述模塊；所述DSP核控制圖像分割模塊、二維Gabor小波模塊以及紋理特征提取模塊。3.根據權利要求I所述的一種視頻圖像紋理特征提取和結構化描述的系統，其特征在于，所述雙核DSP數字信號處理器芯片為雙核DSP處理器DM6467。4.根據權利要求I所述的一種視頻圖像紋理特征提取和結構...

【專利技術屬性】
技術研發人員：湯志偉，劉云淮，梅林，齊力，沈冬青，李震宇，楊明，江洪，李萬才，陳龍虎，李盼，王波，
申請(專利權)人：公安部第三研究所，
類型：發明
國別省市：