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尺度空间
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概念
- 通过连续变化尺度参数获得多尺度下的尺度空间表示序列,对这些序列进行尺度空间主轮廓的提取,并以该主轮廓作为一种特征向量,实现边缘、角点检测和不同分辨率上的特征提取等
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表示
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变化尺度的高斯函数G(x,y)与原图像的卷积kernel(x,y)。
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变化尺度的高斯函数
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高斯函数
- 高斯金字塔
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SIFT
- 尺度不变特征转换(Scale-invariant feature transform或SIFT)是一种电脑视觉的算法用来侦测与描述影像中的局部性特征,它在空间尺度中寻找极值点,并提取出其位置、尺度、旋转不变量
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特性
- 1. SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化保持不变性,对视角变化、仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定性;
- 2. 独特性(Distinctiveness)好,信息量丰富,适用于在海量特征数据库中进行快速、准确的匹配;
- 3. 多量性,即使少数的几个物体也可以产生大量的SIFT特征向量;
- 4. 高速性,经优化的SIFT匹配算法甚至可以达到实时的要求;
- 5. 可扩展性,可以很方便的与其他形式的特征向量进行联合。
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可解决的问题
- 1. 目标的旋转、缩放、平移(RST)
- 2. 图像仿射/投影变换(视点viewpoint)
- 3. 光照影响(illumination)
- 4. 目标遮挡(occlusion)
- 5. 杂物场景(clutter)
- 6. 噪声
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算法步骤
- 1. 尺度空间极值检测:搜索所有尺度上的图像位置。通过高斯微分函数来识别潜在的对于尺度和旋转不变的兴趣点。
- 2. 关键点定位:在每个候选的位置上,通过一个拟合精细的模型来确定位置和尺度。关键点的选择依据于它们的稳定程度。
- 3. 方向确定:基于图像局部的梯度方向,分配给每个关键点位置一个或多个方向。所有后面的对图像数据的操作都相对于关键点的方向、尺度和位置进行变换,从而提供对于这些变换的不变性。
- 4. 关键点描述:在每个关键点周围的邻域内,在选定的尺度上测量图像局部的梯度。这些梯度被变换成一种表示,这种表示允许比较大的局部形状的变形和光照变化
- SURF