Harris角点检测

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列举三种角点检测的方法及其原理。

列举三种角点检测的方法及其原理。

列举三种角点检测的方法及其原理。

当涉及角点检测时,有几种常见的方法:

1. Harris角点检测方法:

Harris角点检测是一种基于局部区域的方法,它通过计算图像

中每个像素周围区域的灰度变化来检测角点。该方法使用特征值来

判断像素点是否为角点,当特征值较大时,说明该点周围存在角点。Harris角点检测方法具有较好的旋转不变性和光照不变性,因此在

图像配准和目标跟踪中得到广泛应用。

2. Shi-Tomasi角点检测方法:

Shi-Tomasi角点检测是对Harris角点检测方法的改进,它使

用了Harris检测方法中的特征值,但是对特征值的选取进行了改进,提出了一个自适应的角点检测算法。Shi-Tomasi方法在选择角点时

使用了一个自适应的阈值,相比于Harris方法,它能够更好地选择

稳定的角点。

3. FAST角点检测方法:

FAST(Features from Accelerated Segment Test)角点检测

方法是一种基于像素灰度值的快速检测方法。它通过比较像素点周

围的像素值来判断是否为角点,具有较快的速度和较高的检测性能。FAST方法通过比较像素点周围的像素值和中心像素值的大小来判断

是否为角点,从而实现了快速的角点检测。

这些角点检测方法在计算机视觉和图像处理领域有着广泛的应用,它们在目标跟踪、图像配准、三维重建等方面发挥着重要作用。每种方法都有其独特的优势和适用场景,可以根据具体的应用需求

选择合适的角点检测方法。

角点检测的原理

角点检测的原理

角点检测的原理

角点检测是一种计算机视觉领域中常用的图像处理技术,它的原理是通过对图像中的角点进行检测和提取,从而分析和识别图像中的特定目标或结构。

角点是图像中具有显著变化的位置,它们通常位于物体的边缘、交叉处或纹理变化明显的区域。在角点检测中,我们希望找到这些具有显著变化的点,因为它们对于图像的特征描述和目标识别非常重要。

角点检测的原理是基于图像中的灰度变化或梯度变化来判断某个点是否为角点。常用的角点检测算法有Harris角点检测、Shi-Tomasi 角点检测等。

Harris角点检测算法是由Chris Harris和Mike Stephens于1988年提出的,它通过计算图像中每个像素点的灰度梯度来确定其是否为角点。该算法首先计算每个像素点的梯度值,然后根据梯度的变化情况来判断该点是否为角点。如果一个点的梯度变化比较大,说明该点可能是角点。

Shi-Tomasi角点检测算法是在Harris角点检测算法的基础上进行改进的。它引入了一个新的评价指标,即最小特征值,来代替Harris算法中的响应函数。该算法通过计算每个像素点的最小特征值来判断其是否为角点。最小特征值越大,说明该点越可能是角点。

除了Harris角点检测和Shi-Tomasi角点检测,还有一些其他的角点检测算法,如FAST角点检测、SIFT角点检测等。这些算法在原理和实现方式上有所不同,但都是基于图像中的灰度变化或梯度变化来检测角点。

角点检测在计算机视觉和图像处理中有着广泛的应用。它可以用于目标识别、图像匹配、图像拼接等领域。通过检测和提取图像中的角点,我们可以得到图像的特征描述,从而实现对图像的分析、识别和处理。

Harris角点检测

Harris角点检测

"Flat"
1 0 2 0
"Edge" 1 >> 2
1
Harris角点检测
定义角点响应函数R
R det M k trM
2
det M 12
trM 1 2
(k – empirical constant, k = 0.04-0.06)
Harris角点检测
2
通过M的两个特征值的 大小对图像点进行分类:
"Edge" 2 >> 1 "Corner" 1 和 2 都较大且 数值相当 1 ~ 2 ; “Edge” 图像窗口在所有方向上 1 >> 2 移动都产生明显灰度变化
如果1 和 2 都很小, 图像窗口在所有方向上 移动都无明显灰度变化
xHale Waihona Puke Baidu y
2
高斯窗口
(x,y)移动(u,v)后的灰度值 (x,y)处的灰度值
Harris角点检测
因为
I x u, y v I x, y I xu I y v O u v
2
图像在x方向的曲率 图像在y方向的曲率

2

误差项
所以
x, y
E u , v w x, y I x u I y v O u 2 , v 2

harris方法

harris方法

harris方法

Harris方法是一种经典的计算机视觉算法,被广泛应用于图像特征提取和图像匹配问题中。它由Harris和Stephens于1988年提出,主要用于检测图像中的角点。本文将从原理、特点和应用三个方面介绍Harris方法。

一、原理

Harris方法的核心思想是通过计算图像像素的灰度值变化来判断是否存在角点。角点是图像中灰度值变化显著的点,通常对应着物体的边缘或角落。Harris方法通过计算图像中每个像素点的Harris响应函数来确定角点的位置。

Harris响应函数的计算公式为:

R = det(M) - k(trace(M))^2

其中,M是一个2x2的矩阵,表示每个像素点附近的灰度值变化情况。det(M)表示矩阵M的行列式,trace(M)表示M的迹,k是一个常数。

二、特点

Harris方法具有以下特点:

1. 不受图像旋转和尺度变化的影响,对于图像的平移和旋转具有很好的鲁棒性;

2. 对于噪声和光照变化具有一定的抗干扰能力;

3. 可以检测出图像中的角点,并将其与其他特征点进行区分。

三、应用

Harris方法在计算机视觉领域具有广泛的应用,主要包括以下几个方面:

1. 特征点提取:Harris方法可以用于提取图像中的角点作为特征点,用于图像配准、目标跟踪等任务。

2. 特征匹配:通过计算两幅图像中的特征点之间的距离和相似度,可以实现图像的匹配和对齐。

3. 三维重建:通过对多幅图像进行特征点提取和匹配,可以实现三维场景的重建和建模。

4. 目标检测:通过检测图像中的角点,可以实现目标的检测和识别。

harris角点检测阈值

harris角点检测阈值

harris角点检测阈值

Harris角点检测是一种常用的图像处理算法,用于检测图像中的角点。在Harris角点检测中,阈值的选择对于最终的检测结果至关重要。阈值的设定可以影响检测到的角点数量和质量,因此需要根据具体的应用场景来进行选择。

首先,阈值的选择应该考虑到图像的特性,包括图像的噪声水平、对比度以及所需的角点数量。较高的阈值可以过滤掉一些较弱的角点,从而得到更可靠的结果,但可能会丢失一些重要的角点信息;而较低的阈值可能会导致检测到大量的噪声点或者非角点,从而影响最终的结果。

其次,阈值的选择也应该结合算法的参数和具体的应用需求。一般来说,可以通过实验和调参的方式来确定一个合适的阈值,或者根据具体的应用场景来进行调整。此外,也可以考虑使用自适应阈值的方法,根据局部像素的特性来动态调整阈值,从而更好地适应不同的图像情况。

另外,还可以考虑使用多尺度的Harris角点检测方法,通过在不同尺度下进行检测和阈值的选择,从而得到更全面和准确的角点

检测结果。

总之,Harris角点检测的阈值选择需要综合考虑图像特性、算法参数和应用需求,通过实验和调参来确定合适的阈值,或者采用自适应阈值的方法来动态调整阈值,以获得更好的检测结果。

Harris角点检测

Harris角点检测

1.3 Harris角点检测算子

Harris角点检测算子是Moravec角点检测算子的改进.

(1) Harris算子用高斯函数代替二值窗口函数,对离中心点越近的像素赋于越大的权重,以减少噪声影响。

图1-3 高斯函数

(2) Moravec算子只考虑了每隔45度方向,Harris算子用Taylor展开去近似任意方向。

写成矩阵形式:

(1- 2)

(1- 3)

式中,Ix为x方向的差分,Iy为y方向的差分,w(x,y)为高斯函数。

(3)Harris采用了一种新的角点判定方法。矩阵M的两个特征向量l1和l2与矩阵M的主曲率成正比。Harris利用l1, l2来表征变化最快和最慢的两个方向.若两个都很大就是角点,一个大一个小就是边缘,两个都小就是在变化缓慢的图像区域.

来自文献[11]

图1- 4用矩阵M的特征向量分类图像像素点

但是解特征向量需要比较多的计算量,且两个特征值的和等于矩阵M的迹,两个特征值的积等于矩阵M的行列式。所以用(1-4)式来判定角点质量。(k常取0.04-0.06)

(1- 4)

(4) Harris算法总结

Step 1:对每一像素点计算相关矩阵M。

Step 2:计算每像素点的Harris 角点响应。

k通常取0.04~0.06之间

Step 3.在w*w范围内寻找极大值点,若Harris 角点响应大于阀值,则视为角点。

Harris算子对灰度的平移是不变的,因为只有差分,对旋转也有不变性,但是对尺度很敏感,在一个尺度下是角点, 在在另一个尺度下可能就不是了.

图1- 5 harris算子对尺度的敏感性

harris角点检测的原理

harris角点检测的原理

harris角点检测的原理

Harris角点检测是一种计算机视觉算法,用于寻找图像中的角

点(即具有明显的边缘变化的局部区域)。其原理如下:

1. 图像灰度化:将彩色图像转换为灰度图像,以便后续处理。

2. 梯度计算:根据图像灰度值计算每个像素的梯度,通常使用Sobel算子进行图像梯度计算。

3. 计算自相关矩阵:对于每个像素,计算其周围窗口内梯度的自相关矩阵。自相关矩阵是一个2x2的矩阵,包含了图像的二阶梯度信息。

4. 计算Harris响应函数:根据自相关矩阵计算Harris响应函数,该函数用于评估每个像素周围区域是否为角点。Harris响应函

数定义为:

R = det(M) - k(trace(M))^2

其中,M是自相关矩阵,det(M)和trace(M)分别表示矩阵的行

列式和迹,k是一个经验参数,用于调整角点检测的灵敏度。

5. 非最大抑制:对于Harris响应函数计算得到的角点,使用非最大抑制算法排除冗余的角点。非最大抑制通常根据角点的Harris响应值大小和邻域内角点的距离来决定是否保留一个角点。

6. 阈值处理:根据Harris响应函数的阈值,将不满足要求的角点剔除。通常会通过设定一个合适的阈值,以过滤掉噪声和不

显著的角点。

通过以上步骤,Harris角点检测算法可以在图像中准确地检测到具有明显边缘变化的角点,并过滤掉不相关的点和噪声。

特征检测之Harris角点检测简介

特征检测之Harris角点检测简介

特征点又叫兴趣点或者角点。常被用于目标匹配,目标跟踪,三维重建等应用中。点特征主要指图像中的明显点,如突出的角点、边缘端点、极值点等等。

特征点具有以下三种特性:

▪旋转不变性;

▪光照不变性;

▪视角不变性。

用于点特征提取的算子称为兴趣点提取(检测)算子。常用的有

▪Harris角点检测;

▪FAST特征检测;

▪SIFT特征检测;

▪SURF特征检测。

预备数学

实对称矩阵

如果有n阶矩阵A,其矩阵的元素都为实数,且矩阵A的转置等于其本身,则称A为实对称矩阵。

性质:

▪实对称矩阵A的不同特征值对应的特征向量是正交的;

▪n阶实对称矩阵A必可相似对角化,且相似对角阵上的元素即为矩阵本身特征值。

对角化:

优点:满秩的对角方阵,可以直接看出特征值,特征向量等重要特征。

卷积算子—Sobel算子

主要用于边缘检测,分别对水平和垂直方向上的边缘敏感。对图像任意一点使用会产生对应的梯度矢量或者其法矢量。对噪声具有平滑抑制作用,但是得到的边缘较粗,且可能出现伪边缘。该算子包含两组3x3的矩阵,分别为横向及纵向,将之与图像作平面卷积,即可分别得出横向及纵向的亮度差分近似

值。如果以A代表原始图像,G

x 及G

y

分别代表经横向及纵向边缘检测的图像,

其公式如下:

梯度计算公式

梯度方向计算公式

如果等于零,代表图像该处拥有纵向边缘,左边比右边要暗。基础知识

1、角点

使用一个滑动窗口在下面三幅图中滑动,可以得出以下结论:

▪左图表示一个平坦区域,在各方向移动,窗口内像素值均没有太大变化;

▪中图表示一个边缘特征(Edges),如果沿着水平方向移动(梯度方向),像素值会发生跳变;如果沿着边缘移动(平行于边缘) ,像素值不会发生变化;▪右图表示一个角(Corners),不管你把它朝哪个方向移动,像素值都会发生很大变化。

基于harris算法的角点检测

基于harris算法的角点检测

基于Harris算法的角点检测

一.角点检测综述

在图像中,角点是一个重要的局部特征,它决定了图像中关键区域的形状,体现了图像中重要的特征信息,所以在目标识别,图像匹配,图像重构方面角点具有十分重要的意义。图像中角点的数量远比总像素数小,如果通过角点就能完成一些功能的话,将极大地提高处理效率。对于角点的定义一般分为以下三种:图像边界曲线上具有极大曲率值的点;图像中梯度值和梯度变化率都很高的点;图像边界方向变化不连续的点。定义不同,角点的提取方法也不尽相同:一类是基于图像边缘特征的角点检测,然后再进行角点提取,例如Kitchen算法;另一种是基于灰度信息的角点检测及提取,例如Harris算法。

二.Harris角点检测算法

1.Harris角点检测算法是在Moravec算法的基础上发展起来的。Moravec算法是在研究图像中一个局部窗口在不同方向上进行少量的偏移后,考察窗口内图像亮度值的平均变化。需要考虑下面三种情况;

(1)如果窗口内区域图像的亮度值恒定,那么所有不同方向的偏移几乎不发生变化;

(2)如果窗口跨越一条边,那么沿着这条边的偏移量几乎不发生变化,但是与边垂直的偏移量会发生很大的变化;

(3)如果窗口包含一个孤立的点或者角点,那么所有不同方向的偏移量会发生很大的变化。如图:

平坦区域边缘角点

任意方向移动,沿边缘方向移动沿任意方向移动

无灰度变化无灰度变化灰度明显变化

2.下面介绍Moravec算法以及Harris算法在其基础上做出的一些改进。

(1)计算像素点的自相关值的时候Moravec只考虑了像素点的8个方向。

harris角点检测算法步骤

harris角点检测算法步骤

harris角点检测算法步骤

Harris角点检测算法步骤:

一、引言

Harris角点检测算法是计算机视觉中常用的角点检测算法之一。它通过分析图像的局部灰度变化来寻找图像中的角点,被广泛应用于图像处理、物体识别、图像匹配等领域。本文将介绍Harris角点检测算法的步骤及其原理。

二、灰度处理

Harris角点检测算法首先需要将彩色图像转换为灰度图像,这是因为角点检测主要关注图像的灰度变化而非颜色信息。通过将彩色图像的每个像素的RGB值加权平均,可以得到相应的灰度值。

三、计算梯度

接下来,对灰度图像进行梯度计算。梯度表示图像中的灰度变化,是图像中像素灰度值变化最快的方向。通过对图像使用Sobel算子或其他梯度计算算法,可以计算出每个像素的梯度幅值和方向。

四、计算结构张量

在Harris角点检测算法中,结构张量是一个重要的概念。对于每个像素点,结构张量是一个2x2的矩阵,它描述了该像素点周围区域的灰度变化情况。结构张量的计算公式包括对梯度幅值的平方、梯度幅值的乘积以及梯度方向的加权。

五、计算角点响应函数

角点响应函数是Harris角点检测算法的核心。它通过对结构张量进行特征值分解,得到每个像素点的角点响应值。角点响应值的计算公式是通过特征值的乘积减去特征值的和,再乘以一个经验系数。如果特征值的乘积较大,说明该像素点是角点。

六、非极大值抑制

由于角点响应函数在角点处达到最大值,但在边缘和平坦区域也可能有较大值,为了提取出准确的角点,需要进行非极大值抑制。在非极大值抑制过程中,对于每个像素点,比较其角点响应值与周围像素点的角点响应值,如果大于周围像素点的角点响应值,则保留,否则抑制。

harris角点检测算法原理

harris角点检测算法原理

harris角点检测算法原理

Harris角点检测算法原理

引言:

角点检测是计算机视觉中一项重要的任务,它可以帮助计算机识别和跟踪图像中的角点特征。Harris角点检测算法是一种经典的角点检测方法,它通过计算图像中像素点的角点响应函数来确定角点的位置。

一、角点的定义和特点

角点是图像中突然变化的区域,其特点是在多个方向上都具有较大的灰度变化。由于角点在图像中具有明显的特征,因此检测角点可以帮助计算机识别和跟踪物体。

二、角点响应函数

Harris角点检测算法通过计算每个像素点的角点响应函数来确定是否为角点。角点响应函数的计算公式如下:

R = det(M) - k * trace^2(M)

其中,M是一个2×2的矩阵,表示像素点附近的灰度变化情况。det(M)表示矩阵M的行列式,trace(M)表示矩阵M的迹,k是一个常数。

三、角点响应函数的计算步骤

1. 图像梯度计算:首先,对图像进行梯度计算,得到每个像素点的梯度幅值和梯度方向。

2. 构建自相关矩阵:对于每个像素点,根据其周围像素点的梯度幅值和梯度方向,构建一个2×2的自相关矩阵M。

3. 计算角点响应函数:根据自相关矩阵M的行列式和迹,计算角点响应函数R。

4. 阈值化和非极大值抑制:对于每个像素点,根据角点响应函数的值,进行阈值化操作,并对超过阈值的像素点进行非极大值抑制。

四、Harris角点检测算法的优缺点

1. 优点:

(1)计算简单:Harris角点检测算法的计算量相对较小,适合在实时应用中使用。

(2)稳定性好:Harris角点检测算法对图像的旋转、缩放和亮度变化具有较好的稳定性。

控制点检测方法

控制点检测方法

控制点检测方法

一、引言

控制点检测是计算机视觉领域中的一项重要任务,其目的是在图像或视频中准确定位和识别出特定的控制点。控制点通常是一些具有明确特征的点,可以用于图像配准、三维重建、姿态估计等应用中。本文将介绍几种常用的控制点检测方法,并对其原理和应用进行详细阐述。

二、特征点检测

特征点检测是控制点检测的基础,它通过寻找图像中具有独特性质的像素点,用于表示图像的特定区域。常见的特征点包括角点、边缘点、斑点等。特征点检测的目标是找出具有鲁棒性和区分度的特征点,以便后续的匹配和跟踪。

1. Harris角点检测

Harris角点检测是一种常用的特征点检测方法,它通过计算图像中每个像素点的角点响应函数,来判断该点是否为角点。角点响应函数基于像素点的局部灰度变化和邻域窗口的自相关矩阵,通过计算特征值来判断角点的存在与否。Harris角点检测方法具有简单、快速和鲁棒性好的特点,广泛应用于图像配准、目标跟踪等领域。

2. SIFT特征点检测

尺度不变特征变换(SIFT)是一种基于局部图像特征的检测方法,

它通过在不同尺度空间中寻找极值点,并提取出具有独特性质的SIFT描述子。SIFT特征点检测方法具有旋转不变性和尺度不变性的优点,适用于大尺度和小尺度的图像配准和匹配任务。

三、控制点匹配

控制点匹配是将两幅或多幅图像中的特征点进行对应的过程,目的是找到它们之间的几何关系。控制点匹配可以通过特征描述子的相似性度量来实现,常用的方法包括最近邻匹配、RANSAC算法等。1. 最近邻匹配

最近邻匹配是一种简单直观的匹配方法,它将一个特征点与另一幅图像中最相似的特征点进行匹配。匹配的相似性度量通常使用欧氏距离或汉明距离。最近邻匹配方法简单易实现,但对于存在噪声和遮挡的情况,容易产生错误的匹配。

Harris角点检测算法

Harris角点检测算法

Harris角点检测算法

软工1303陈伟峰

1.算法介绍

1988年Harris在Moravec算法的基础上提出了Harris算法。Harris算法是对moravec算法的改进和提高,harris算法使用高斯函数替代moravec算法的二值窗口函数,另外在moravec中只考虑每个45度的方向的灰度变化,二harris利用泰勒展开式,去近似计算每个方向的灰度变化情况。

2.Harris算法

(1)算法思想

Harris角点检测算法思想就是拿一个小窗在图像中移动,通过考察这个小窗口内图像灰度的平均变换值来确定角点。相应的会有三种情况发生。

(1)如果窗口内区域图像的灰度值恒定,那么所有不同方向的偏移几乎不发生变化,这个区域属于平坦区域;

(2)如果窗口跨越一条边,那么沿着这条边的偏移几乎不发生变化,但是与边垂直的偏移会发生很大的变化,这个区域属于边缘区域;

(3)如果窗口包含一个孤立的点或者角点,那么所有不同方向的偏移会发生很大的变化。

图1 Harris角点检测基本思想

(2)算法推导

假设窗口W发生位置偏移(u,v);比较偏移前后窗口中每一个像素点的灰度变化值;使用灰度误差平方和来构造一个误差函数E(u,v),其中的窗口函数是用来滤波的。

平坦区域:

任意方向移动,无灰度变化边缘:

沿着边缘方向移

动,无灰度变化

角点:

沿任意方向移动,

明显灰度变化

其中w(x,y)为窗口函数,I(x+u,y+v)为平移后的灰度值,I(x,y)为平移前的灰度值。

由Taylor展开式可以得到:

我们定义:

H称为自相关矩阵, λmax和λmin是自相关矩阵的特征值。如图2所示,其中E(u,v)是一个二次型函数,二次型函数的本质就是一个椭圆,椭圆的扁率和尺寸是由H的特征值λmax和λmin决定的,椭圆的方向由H的特征向量决定。

几种特征点提取算子的分析和比较

几种特征点提取算子的分析和比较

几种特征点提取算子的分析和比较

特征点提取算子是计算机视觉中常用的一种技术,可以用于图像匹配、目标跟踪、三维重建等应用。本文将对几种常见的特征点提取算子进行分

析和比较,并从不同角度评估它们的优缺点。

1. Harris角点检测算子

Harris角点检测算子是一种基于图像局部灰度变化的方法。它通过

计算图像灰度的局部自相关矩阵,来判断像素是否为角点。该算子具有简单、快速的特点,适用于大部分场景,特别是对于纹理丰富的图像。然而,Harris算子对于光照变化和噪声较敏感,不适用于光照变化较大的图像。

2.SIFT算子

SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)算子是一种尺度不变

的特征点提取算法。它通过在不同尺度和方向上计算高斯差分图像,提取

关键点的位置和尺度信息。SIFT算子具有较好的尺度不变性和旋转不变性,对于光照变化较大的图像也具有较好的鲁棒性。然而,SIFT算子计

算量较大,不适合实时应用,并且它是有专利保护的。

3.SURF算子

SURF(Speeded Up Robust Features)算子是一种在SIFT算子基础

上优化而来的特征点提取算法。它采用了快速积分图像和Hessian矩阵来

加速特征点计算过程。SURF算子具有较好的尺度不变性和旋转不变性,

且计算速度较快。但是,SURF算子对于尺寸较小的特征点提取效果较差。

4.FAST算子

FAST(Features from Accelerated Segment Test)算子是一种快速而简单的特征点提取算法。它通过在像素周围进行十字测试,判断像素是否为角点。FAST算子计算速度非常快,适合实时应用。然而,FAST算子对于光照变化和图像噪声敏感,容易产生较多的冗余特征点。

matlabharris角点检测函数

matlabharris角点检测函数

matlabharris角点检测函数

Matlab中的harris角点检测函数

Harris角点检测算法是计算机视觉领域中非常重要的算法之一。它能够在图像中自动检测出具有较高对比度变化和明显边缘的角点,从而在很多应用中发挥重要作用,例如图像配准、目标跟踪和三维重建等。在Matlab 中,我们可以使用内置的harris角点检测函数来实现这一功能。本文将详细介绍harris角点检测函数的使用方法。

Harris角点检测函数在Matlab中的函数原型如下:

H = corner(I)

其中,I代表输入的待检测图像,H是一个包含了检测到的角点坐标和相应响应值的二维矩阵。下面我们一步一步来介绍如何使用这个函数进行角点检测。

第一步:导入图像并转换为灰度图像

首先,我们需要导入一个待检测的图像。假设我们要检测的图像叫做"image.jpg",我们可以使用imread函数来读取这个图像,并将其转换

为灰度图像。灰度图像对于角点检测来说更加合适,因为它只包含了亮度信息,而不包含颜色信息。以下是导入和转换的代码:

I = imread('image.jpg');

Igray = rgb2gray(I);

在这里,我们使用了imread函数来读取图像,并且使用rgb2gray函数将读取到的RGB图像转换为灰度图像。转换后的图像被存储在一个名为Igray的变量中。

第二步:应用Harris角点检测函数

接下来,我们需要将灰度图像输入到Harris角点检测函数中进行处理。处理后的结果将存储在一个名为H的变量中。以下是应用角点检测函数的代码:

fpga角点检测算法

fpga角点检测算法

fpga角点检测算法

在FPGA( 可编程门阵列)上实现角点检测算法可能采用多种不同的方法和算法。角点检测是图像处理中的一项关键任务,用于检测图像中特定位置的角点或者角落。这些角点通常代表了图像中纹理、边缘或特征的重要位置。

以下是在FPGA上实现角点检测算法可能采用的一些常见方法:

1.Harris角点检测算法:Harris角点检测算法是一种常用的角点检测算法,它通过计算图像中每个像素点周围区域的灰度变化来检测角点。该算法涉及到计算每个像素点的梯度和特定窗口内像素的协方差矩阵,最终通过一个定义良好的指标来确定角点。

2.Shi-Tomasi角点检测算法:与Harris算法类似,Shi-Tomasi 算法也是一种常用的角点检测方法,它基于Harris算法的改进版本。Shi-Tomasi算法使用最小特征值来确定可能的角点,相对于Harris 算法更具鲁棒性。

3.FAST角点检测算法:FAST Features(from(Accelerated(Segment(Test)算法是一种高速的角点检测方法,通过使用像素的亮度阈值和像素周围邻域的灰度值来快速检测角点。这种算法可以在实时性要求较高的场景中使用。

在FPGA上实现角点检测算法通常需要考虑以下因素:

•计算速度和资源利用:选择适合FPGA架构的算法和优化方法,以确保在FPGA上实现时能够满足实时性和资源利用的要求。

•数据流处理:设计合适的数据流和并行计算结构,利用FPGA的并行计算能力以提高性能。

•算法优化:对算法进行优化,减少不必要的计算和存储开销,以

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用到 定义兴趣值CvMat *R R中的最大值double maxR 输出:以CvMat *数据结构存储的兴趣值R
⑧求局部极大值(输入:R) 定义 CvMat *mat_locmax 求局部极大值的函数CvMat *mblocmax(CvMat *mat1,int xwidth,int ywidth,int size) 输出:以CvMat *数据结构存储的局部极大值mat_locmax
⑥求M中的4项(输入:mat_Ix2,mat_Iy2,mat_Ixy) 定义 高斯滤波器;double *g=new double[gausswidth*gausswidth];
输出:进行高斯滤波后的mat_Ix2,mat_Iy2,mat_Ixy
3、需求分析
⑦求R(输入:M中的4项mat_Ix2,mat_Iy2,mat_Ixy)
1、介绍
基本思想 ①窗口向任意方向的移动都导致图像灰度的明显变化
平坦区域: 任意方向移动, 无灰度变化
边缘区域: 沿着边缘方向移动, 无灰度变化
角点: 沿任意方向移动, 灰度明显变化
1、介绍
兴趣值
角点:R为大数值正数ห้องสมุดไป่ตู้边缘:R为大数值负数 平坦区:R为小数值
2、流程图
3、需求分析
①导入图片(输入:图片)
定义IplImage *src 用到cvLoadImage 输出:以IplImage 数据结构存储的源图像src ②图像灰度化(输入:src) 定义IplImage *pImgGray 用到cvCreateImage //用于创建图像头并分别数据空间 cvCvtColor //颜色空间转换函数,参数CV_RGB2GRAY是RGB到gray。 输出:以IplImage 数据结构存储的灰度图像pImgGray IplImage是OpenCV中C语言的图像类型; cv::Mat是OpenCV中C++语言的图像类型;
3、需求分析
⑤灰度化的图像转化为矩阵(输入:mat_Ix,mat_Iy)
定义CvMat *mat_Ix2,mat_Iy2,mat_Ixy 矩阵乘积CvMat *mbxy(CvMat *mat1,CvMat *mat2,int xwidth,int ywidth)
输出:以CvMat *数据结构存储的灰度图一阶导数mat_Ix2,mat_Iy2,mat_Ixy
3、需求分析
⑨筛选每个点是否是局部极大值点且大于阈值(输入:R,mat_locmax) 定义兴趣值double threshHold CvMat *mat_corner CvMat *mbcorner(CvMat *mat1,CvMat *mat2,int xwidth,int ywidth,int size,double thresh)
④求灰度图的一阶导数(输入:mat_I) 定义 求一阶倒数的算子double dx[9]={-1,0,1,-1,0,1,-1,0,1} double dy[9]={-1,-1,-1,0,0,0,1,1,1}; 卷积CvMat *mbys(CvMat *mat,int xwidth,int ywidth,double *a,int size1,int size2) 输出:以CvMat *数据结构存储的灰度图一阶导数CvMat *mat_Ix,CvMat *mat_Iy
输出:以CvMat *数据结构存储的角点mat_corner
3、需求分析
③灰度化的图像转化为矩阵(输入:pImgGray)
定义double *I=new double[cxDIB*cyDIB]; CvMat *mat_I 图像宽度int cxDIB 图像高度int cyDIB
用到cvCreateMat cvInitMatHeader
输出:以CvMat*数据结构存储的灰度图像mat_I
Harris角点检测
Harris角点检测
介绍
流程图
需求分析
LOREM
LOREM
LOREM
1、介绍
角点:-局部窗口沿各方向移动,均产生明显变化的点。 -图像局部曲率突变的点
1、介绍
数学表达 ①将图像窗口平移[u,v]产生灰度变化 ②左式的泰勒展开式为
③其中,w(x,y)为高斯滤波器
④求解M的特征值比较困难,故引入角点响应函数简化特征值的求解。
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