肖得胜，刘桂华

（西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010）

0 引言

图像角点检测是图像处理领域中的经典研究方向。Harris[1]角点检测算子以其计算简单、角点检测效果好的优点得到了广泛的运用。但是，Harris角点检测算子不具有尺度不变性。Mikolajczyk和 Schmid[2]将Harris角点检测算子与高斯尺度空间相结合,在多个尺度上进行Harris角点的检测,使其具有尺度不变性。

多尺度Harris角点检测虽然克服了Harris算子只能在单一尺度下检测角点的缺点，但是却大大增加了计算量和计算时间，难以进行实时处理。通过分析发现，虽然多尺度Harris角点检测计算量很大，但是其结构相对简单，适合利用现场可编程门阵列（FPGA，Field Programmable Gate Array）来实现以提高处理速度[3-4]。本文充分考虑FPGA的结构及多尺度角点提取原理[5-6]，对算法进行改进，在FPGA上实现了图像的多尺度角点检测。

1 多尺度Harris角点检测算法

（1）高斯尺度空间的构建

图像通过与不同标准差高斯函数的卷积得到不同尺度的高斯图像，一系列不同尺度的高斯图像就构成了高斯尺度空间。

（2）位置、尺度空间响应值计算[7]多尺度Harris角点检测二阶矩如下：

其中，g (σI)表示标准差为的高斯函数，符号“ ⊗ ”表示卷积，(x,y,) 和(x,y,) 表示图像经标准差为σD的高斯函数g() 卷积后，在x和y方向的微分图像。Mikolajczyk和 Schmid建议取σD=0.7×σI。

位置空间响应值计算公式为：

det表示矩阵的行列式，trace表示矩阵的迹。α是取值于0.04～0.06的参数。

尺度空间响应值计算公式为：

（3）多尺度Harris角点检测

位置空间大于阈值的局部极大值点若在尺度空间也大于阈值且大于相邻两层对应点尺度响应值，那么此点为多尺度Harris角点。……