点特征提取算法.ppt
点特征提取
i k k 1 V2 ( g c i ,r i g c i 1,r i 1 )2 i k k 1 V3 ( g c ,r i gc ,r i 1 )2 i k k 1 V4 ( g c i ,r i gc i 1,r i 1 )2 i k V1
-7-
指 导 教 师 意 见 成绩评定： 指导教师签字： 年 月
日
教 学 单 位 意 见
负责人签字： （单位盖章） 年 月 日
备 注
注：模拟实践结束时，由实习学生填写本表后，交指导教师和教学单位签署意见，最后交 所在教学单位归档保管。
-8-
a. 计算各像素的 Robert’s 梯度 ；
g gi 1, j 1 gi , j u g gv gi , j 1 gi 1, j v gu
b. 计算 ll（如 55 或更大）窗口中灰度的协方差矩阵 ；
-1-
QN
2 gu c k 1 r k 1 i c k j r k c k 1 r k 1
特征提取方法
4.2.2 特征提取方法图像经过一系列的预处理之后，原来大小不同、分布不规则的各个字符变成了一个个大小相同、排列整齐的字符。
下面接要从被分割归一处理完毕的字符中，提取最能体现这个字符特点的特征向量。
将提取出训练样本中的特征向量代入BP 网络之中就可以对网络进行训练，提取出待识别的样本中的特征向量代入到训练好的BP 网络中，就可以对汉字进行识别。
特征向量的提取方法多种多样，可以分为基于结构特征的方法和基于像素分布特征的方法，下面给予简单介绍，并说明本文所用的方法。
（1）结构特征。
结构特征充分利用了字符本身的特点，由于车牌字符通常都是较规范的印刷体，因此可以较容易地从字符图像上得到它的字符笔画信息，并可根据这些信息来判别字符。
例如，汉字的笔画可以简化为 4 类：横、竖、左斜和右斜。
根据长度不同又可分为长横、短横、长竖和短竖等。
将汉字分块，并提取每一块的笔画特征，就可得到一个关于笔画的矩阵，以此作为特征来识别汉字。
（2）像素分布特征。
像素分布特征的提取方法很多，常见的有水平、垂直投影的特征，微结构特征和周边特征等。
水平、垂直投影的特征是计算字符图像在水平和垂直方向上像素值的多少，以此作为特征。
微结构法将图像分为几个小块，统计每个小块的像素分布。
周边特征则计算从边界到字符的距离。
优点是排除了尺寸、方向变化带来的干扰，缺点是当字符出现笔划融合、断裂、部分缺失时不适用。
①逐像素特征提取法这是一种最简单的特征提取方法。
它可以对图像进行逐行逐列的扫描，当遇到黑色像素时取其特征值为1，遇到白色像素时取其特征值为0，这样当扫描结束后就获得一个维数与图像中的像素点的个数相同的特征向量矩阵。
这种特征提取方法的特点就是算法简单，运算速度快，可以使BP 网络很快的收敛，训练效果好，更重要的是对于数字图像这样特征较少的图像，这种方法提取的信息量最大，所以对于本系统来说，这种方法较为适用。
但是它的缺点也很明显，就是适应性不强，所以本文没有选用这种方法。
fast特征点提取
fast特征点提取FAST（Features from Accelerated Segment Test，加速分段测试特征点提取算法）是一种快速、稳定性强的特征点提取算法。
它已被广泛应用于计算机视觉中的目标跟踪、图像配准和3D重建等领域。
下面，我们将详细介绍FAST特征点提取算法的步骤。
第一步：灰度化处理首先，需要将图像转换为灰度图像。
这是因为在彩色图像中，对于每个像素点，都有三个通道的颜色信息（红绿蓝）。
而在灰度图像中，每个像素只有一个通道的灰度值，这样可以加快算法的运算速度。
第二步：选择初始像素点在FAST算法中，每个像素点都可以被视为候选特征点。
然而，我们需要筛选出那些最具代表性的像素点。
为了进行快速筛选，我们先随机选择一个像素点作为初始点。
第三步：确定阈值在FAST算法中，每个像素点都会被计算其周围三层圆环上的像素点是否明显区别于自身的灰度值。
因此，我们需要确定阈值，来判断周围像素点的差异是否足够明显。
具体而言，对于每个像素点，若存在在该像素点相邻的n个像素点中的k个像素点与该像素点的灰度值差异都大于一定阈值T，那么该像素点就可以被认为是一个特征点。
第四步：非极大值抑制在第三步中，我们根据阈值确定了很多可作为特征点的像素点。
但是，这些像素点中可能存在很多冗余的信息，因此我们需要进行非极大值抑制。
具体来说，将所有的特征点按照其周围像素点的差异值排序，选择最突出的n个特征点，并删除与它们距离过近的其他特征点，从而得到n个最具代表性的特征点。
第五步：特征描述在得到了最具代表性的n个特征点之后，我们需要对它们进行描述。
常用的方法是使用SIFT、SURF等算法对特征点进行描述，从而得到特征向量。
FAST特征点提取算法的优势在于速度快、稳定性强，并且适用于大多数的图像。
然而，由于该算法基于像素灰度值的比较，因此对于亮度变化较大的图像，可能会出现一些误差。
此外，FAST算法生成的特征点比较分散，特征描述能力相对较弱。
物体识别中的特征-基于SIFT特征提取、描述、匹配PPT课件
——基于SIFT算法的检测、描述和匹配
CHENLI
1
基于图像进行物体识别的过程
特征提取
特征匹配
CHENLI
2
图像特征
全局特征
大小、灰度分布、颜色、全局边缘
局部特征
点、线 角点问题
物体所在环境复杂
光照 对比度 杂散背景 目标被遮挡
CHENLI
8
例如旋转不变性
Original image courtesy of David Lowe
CHENLI
9
尺度空间
我们要精确表示的物体都是通过一定的尺度来反映的。现实世 界的物体也总是通过不同尺度的观察而得到不同的变化。
尺度空间理论最早在1962年提出，其主要思想是通过对原始图 像进行尺度变换，获得图像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。
CHENLI
5
传统的局部特征提取
成像匹配的核心问题是将同一目标在不同时间、不同分辨率、 不同光照、不同位姿情况下所成的像相对应。 传统的匹配算法往往是直接提取角点、线或边缘，对环境的适 应能力较差。 需要一种鲁棒性强、能够适应不同光照、不同位姿等情况下能 够有效识别目标的方法。
CHENLI
6
SIFT算法
CHENLI
17
关键点检测相关问题
3.高斯模板大小的选择
在实际应用中，在计算高斯函数的离散近似时，在大概3σ距离之外的像 素都可以看作不起作用，这些像素的计算也就可以忽略。
通常，图像处理程序只需要计算 (61)(61)
CHENLI
18
sift算法特征提取
精品文档
10
SIFT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。
精品文档
11
SIFT算法步骤
• 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。
• 尺度空间理论的基本思想是：在图像信息 处理模型中引入一个被视为尺度的参数， 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。
精品文档
16
精品文档
17
• 尺度空间满足视觉不变性。
sift算法详解
常艳杰 51164500135
精品文档
1
sift算法概述：
• 尺度不变特征转换SIFT（Scale-invariant feature transform）是一种检测局部特征的 算法，该算法通过求一幅图中的特征点 （interest points,or corner points）及其有 关scale 和 orientation 的描述子得到特征并 进行图像特征点匹配，获得了良好效果。
精品文档
14
一、尺度空间极值检测
• 尺度空间使用高斯金字塔表示。Tony Lindeberg指出尺度规范化的LoG(Laplacion of Gaussian)算子具有真正的尺度不变性， Lowe使用高斯差分金字塔近似LoG算子， 在尺度空间检测稳定的关键点。
特征地形要素的提取
A′
A-A′两点间得通视剖面图 深色实线条为可视区,浅色虚线为不可视区
可视域
可视性分析最基本得用途
可视查询 地形可视结构计算(即可视域得计算) 水平可视计算
基于地形表面几何形态分析原理得算法
找出DEM得纵向与横向得两个断面上得极大、极 小值点,作为地形特征线上得备选点; 根据一定得条件或准则将这些备选点划归各自所 属得地形特征线。
基于地形表面流水物理模拟分析原理得算法
点上得汇水量,然后按汇水量单调增加得顺序,由高到低找出区域中 得每一条汇水线
基于地形表面几何形态分析与流水物理模拟 分析相结合得算法
4、 水系得提取
水系提取有关得概念
集水流域 集水出口 子流域 分水岭 水流网络
基于地表径流漫流模型得水系提取算法
四个基本问题
洼地得处理; 平地得处理; 水流方向及水流累积量得确定; 水道起始位置得确定。
经处理后得平地单元格
水流方向及水流累积量得确定
5、 流域得提取
原始DEM数据
经填充后得无洼地DEM
特征地形要素的提取
主要内容
地形特征点得提取 山脊线、山谷线得提取 沟沿线得提取 水系得提取 流域得提取 可视性分析
1、 地形特征点得提取
山顶点(peak) 凹陷点(pit) 脊点(ridge) 谷点(channel) 鞍点(pass) 平地点(plane)等
2、 山脊线、山谷线得提取
山脊线与山谷线构成了地形起伏变化得分界线 (骨架线)
概略DEM得建立 地形流水物理模拟 概略地形特征线提取 地形几何分析 地形特征线精确确定。
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
平面曲率与坡位组合法
利用DEM数据提取地面得平面曲率及地面得正负 地形,取正地形上平面曲率得大值即为山脊,负 地形上平面曲率得大值为山谷
点云特征提取算法
点云特征提取算法
点云特征提取算法是一种用于从三维点云数据中提取有意义的特征的计算机视觉算法。
点云是由大量的三维点构成的数据集，通常由激光扫描仪或结构光相机等设备获取。
点云特征提取算法可以将点云数据转化为一系列具有意义的特征，从而实现对点云数据的分析和处理。
常见的点云特征包括曲率、法向量、表面粗糙度、点密度等。
其中，曲率是点云表面的弯曲程度，法向量是表面在该点的方向，表面粗糙度是指表面的粗糙程度，点密度是指单位面积内点的数量。
这些特征可以用于点云的分类、分割、配准、重建等应用中。
目前，常见的点云特征提取算法包括基于协方差矩阵的方法、基于领域的方法、基于深度学习的方法等。
基于协方差矩阵的方法通过计算每个点的邻域协方差矩阵来提取特征，其中特征向量和特征值反映了点云表面的曲率和法向量。
基于领域的方法则通过对点云的邻域进行分析来提取特征，例如计算邻域内点的距离和角度等。
基于深度学习的方法则通过训练深度神经网络来提取点云的特征。
点云特征提取算法在计算机视觉、机器人、自动驾驶等领域具有广泛的应用前景。
- 1 -。
点云特征提取
点云特征提取
点云特征提取是机器视觉中的一项关键技术。
点云技术的应用主要包括机器视觉中的三维重建、地理信息获取、环境探测以及安全监测等方面。
其精度越高，获取的信息越详实，在这些领域的应用效果也就越明显。
点云特征提取主要依赖以下技术：首先，利用激光雷达或者摄像机采集实体点云数据；其次，依托理论算法对采集的点云数据进行处理，包括细分、重建、识别以及特征提取等；最后，利用深度学习算法对特征提取的结果进行分类。
点云的特征提取主要由两种方法，以及它们的组合来实现：第一种方法是基于点云分析和提取其中的特征点，从而对对象进行识别或者跟踪，如基于半聚类、生成对抗网络等方法；第二种方法是基于多维几何特征定义和提取，如基于曲率、表面网格抽取、多边形正则化等方法。
点云特征提取是现今机器视觉技术应用的关键因素，其可视化结果可以辅助机器视觉任务的判断，获取的应用效果也是相当的明显。
基于激光雷达和摄像机以及理论算法和深度学习算法这四方面的技术，可以将点云数据准确的进行特征提取，为机器视觉的任务的实现提供帮助。
orb特征点提取算法
orb特征点提取算法
ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）是一种特征点提取算法，它结合了FAST角点检测器和BRIEF描述子。
ORB算法的主要步骤如下：
1. FAST角点检测：首先，使用FAST角点检测器在图像中检测出候选的角点。
FAST角点检测器是一种高效的角点检测算法，它通过比较像素点与其周围像素点的灰度值来判断是否为角点。
2. 特征点筛选：根据一定的筛选准则，对检测出的候选角点进行筛选，保留一部分具有良好特征的角点作为ORB特征点。
3. 方向分配：对于每个保留的特征点，根据周围像素点的灰度值来计算其方向。
这样可以使特征点在旋转变换后具有不变性。
4. BRIEF描述子计算：对于每个特征点，使用BRIEF描述子来描述其局部特征。
BRIEF描述子是一种二进制描述子，它通过比较特征点周围的像素点对的灰度值来生成一个二进制编码。
5. 特征点匹配：根据特征点的描述子，使用特征匹配算法（如汉明距离）来找到两幅图像中具有相似特征的特征点。
通过以上步骤，ORB算法可以提取出具有良好特征的特征点，并且能够在一定程度上具有旋转不变性和尺度不变性。
因此，ORB算法在图像处理和计算机视觉领域中得到了广泛应用。
关键点特征提取
关键点特征提取关键点特征提取是计算机视觉领域中的一个重要概念，它是指从一幅数字图像中提取出图像中最具有特征性的点，通常用于图像识别和匹配等方面。
对于图像处理领域的人员来说，了解关键点特征提取的基本原理和方法是非常重要的。
本文将分步骤来详细阐述关键点特征提取的过程。
第一步：确定特征点提取算法特征点提取算法可以分为两大类：基于梯度的算法和基于拉普拉斯变换的算法。
比较常使用的算法有SIFT算法、SURF算法和ORB算法。
这些算法都是通过图像中像素的局部特征提取出一些有代表性的点。
第二步：特征点的定位特征点的定位是指确定一些最有价值的像素点，用来描述图像的局部特征。
一般情况下，这些点必须满足一定的条件，如可重复性和鲁棒性等。
常用的方法有对比度宽度法、Harris角点检测法和DoG检测法等。
第三步：特征描述特征描述是指为每一个关键点生成一个能够描述其特征的向量或特征描述子。
当匹配两个不同的图像时，通过比较这些特征描述向量，就可以确定它们是否在同一位置上。
这边也有多种不同的方法，比如说SIFT方法中是根据梯度方向来描述信息的，SURF方法是通过判断图像的哈尔小波响应来描述的。
第四步：特征点匹配特征点匹配是将图像中同一位置的特征点进行匹配。
由于不同图像中的特征点数量和特征向量的维度等可能存在差异，所以在匹配时需要进行特征点的筛选和筛选后的结果进行特征的匹配。
一些典型的匹配方法有暴力匹配、基于FLANN库的匹配。
总结：关键点特征提取过程是一个复杂的过程，但是通过上述四个步骤的描述，大家可以对它的原理和步骤有一个初步的了解。
在实际应用中，还需要根据不同的情况来选择适当的特征点提取算法，确定关键点的定位方法以及特征描述方式等。
在实际项目中需要根据实际情况进行针对性问题的解决。
pcl 法向夹角特征点提取
pcl 法向夹角特征点提取1. 什么是法向夹角特征点？法向夹角特征点是一种局部几何特征，它描述了表面法向向量之间的夹角。
法向夹角特征点可以用来检测表面上的突变、褶皱和边缘等特征。
2. PCL 中的法向夹角特征点提取PCL 中提供了多种法向夹角特征点提取算法，其中最常用的算法是曲率估计算法和主曲率算法。
曲率估计算法曲率估计算法通过计算表面曲率来检测法向夹角特征点。
曲率是曲面法向向量在曲线上变化的程度的度量。
曲率越大，曲面变化越快。
PCL 中提供了多种曲率估计算法，其中最常用的算法是法向向量法。
法向向量法通过计算曲面法向向量在曲线上变化的程度来估计曲率。
主曲率算法主曲率算法通过计算曲面的两个主曲率来检测法向夹角特征点。
主曲率是曲面法向向量在曲线上变化最快的两个方向上的曲率。
PCL 中提供了多种主曲率算法，其中最常用的算法是高斯曲率算法。
高斯曲率算法通过计算曲面高斯曲率来估计主曲率。
3. 法向夹角特征点提取的应用法向夹角特征点提取在计算机视觉和机器人领域有着广泛的应用，其中最常见的应用包括：表面重建法向夹角特征点可以用来重建曲面。
曲面重建是指从一组不规则的点云数据中恢复曲面的过程。
法向夹角特征点可以帮助确定曲面的边界和边缘，从而提高曲面重建的精度。
物体识别法向夹角特征点可以用来识别物体。
物体识别是指从一组图像或点云数据中识别物体的过程。
法向夹角特征点可以帮助确定物体的形状和轮廓，从而提高物体识别的准确率。
机器人导航法向夹角特征点可以用来帮助机器人导航。
机器人导航是指机器人自主地在环境中移动的过程。
法向夹角特征点可以帮助机器人检测障碍物和危险区域，从而提高机器人导航的安全性。
4. 总结法向夹角特征点提取是一种局部几何特征提取技术，它可以用来检测表面上的突变、褶皱和边缘等特征。
PCL 中提供了多种法向夹角特征点提取算法，其中最常用的算法是曲率估计算法和主曲率算法。
法向夹角特征点提取在计算机视觉和机器人领域有着广泛的应用，其中最常见的应用包括表面重建、物体识别和机器人导航。
3d-harris提取特征点
3d-harris提取特征点3D-Harris是一种用于在三维点云数据中提取特征点的算法。
通过识别出具有较高特征值的点，3D-Harris能够找到点云中的关键点，从而用于后续的三维重建、物体识别等任务。
3D-Harris算法的原理是基于Harris角点检测算法的扩展，它通过计算点的邻域内的特征值来判断该点是否为关键点。
在二维图像中，Harris算法通过计算图像亮度的变化来判断角点的位置。
而在三维点云数据中，3D-Harris则通过计算点的曲率来判断关键点。
具体来说，3D-Harris算法计算了点的邻域内的曲率矩阵，即点云曲率的二阶导数。
通过计算曲率矩阵的特征值，我们可以得到点的曲率，进而判断该点是否为关键点。
如果一个点的曲率较高，那么它很有可能是一个物体的边缘或者角点。
与二维图像的Harris算法相比，3D-Harris算法在计算曲率矩阵时需要考虑点的法线信息。
因为点云是三维数据，每个点都有一个法线方向。
在计算曲率矩阵时，我们需要将邻域内的点的法线方向与原始点的法线方向进行比较，从而得到准确的曲率信息。
通过3D-Harris算法提取出的关键点可以用于进行三维重建。
在三维重建中，我们可以根据关键点的位置和法线信息来恢复物体的三维形状。
此外，关键点还可以用于物体识别。
通过将关键点与已知物体的关键点进行匹配，我们可以判断待识别物体与已知物体是否相似。
总结一下，3D-Harris是一种用于在三维点云数据中提取特征点的算法。
它通过计算点的曲率来判断关键点，并可以用于三维重建、物体识别等任务。
通过3D-Harris算法，我们可以从点云中提取出有用的信息，进而进行更高级的三维分析和应用。
实验一点特征提取
实验一点特征提取点特征提取是计算机视觉领域的一项重要技术，它用来从图像中提取出能够代表物体的关键点信息。
这些关键点可以用来描述物体的几何结构和形状，从而为后续的目标检测、图像匹配和物体识别等任务提供基础。
点特征提取的研究一直都备受关注，因为它对于图像理解和图像处理有着重要的应用价值。
点特征提取的任务是在图像中寻找具有稳定且重要的图像特征点，这些特征点在光照变化、尺度变化和姿态变化等干扰下能够保持稳定。
常见的点特征包括角点、边缘点和斑点等。
角点是指图像中两条边缘交汇的点，通常是由物体边界的交叉点或者曲线拐角处形成的点；边缘点是指图像中明暗变化剧烈的区域；而斑点则是指图像中具有特定纹理的小块区域。
这些点特征通常具有较强的鲁棒性和区分度，因此非常适合用来进行图像特征匹配和图像跟踪。
点特征提取的方法有很多种，常见的有Harris角点检测算法、SIFT算法和SURF算法等。
Harris角点检测算法是一种基于图像局部区域灰度变化的方法，它通过计算图像灰度变化的二阶导数来检测角点。
SIFT算法是一种基于尺度空间的方法，它通过在多个尺度下检测局部极值点来提取特征点。
SURF算法是一种基于图像特征点的快速检测算法，它通过计算图像Hessian矩阵的Hessian矩阵来检测特征点。
在实际应用中，点特征提取常常需要结合其他图像处理技术来进行。
例如，在目标检测任务中，可以先通过点特征提取来获取候选目标区域，然后再通过图像分割和特征描述等技术来判断是否为目标。
在图像匹配任务中，可以先通过点特征提取来获取图像中的关键点，然后再通过特征匹配和RANSAC算法等技术来计算图像的变换关系。
总结起来，点特征提取是计算机视觉领域的重要技术之一，它能够从图像中提取出能够代表物体的关键点信息。
点特征具有较强的鲁棒性和区分度，可以用来进行目标检测、图像匹配和物体识别等任务。
在实际应用中，点特征提取常常需要结合其他图像处理技术来进行，以提高算法的准确性和鲁棒性。
摄影测量学ppt课件
3.特征匹配
5
7-5 基于特征的影像匹配
一、点特征提取算法
点特征：明显的点，如角点、圆点 提取点特征的算子------兴趣算子或有利算子
1. Moravec 算子
---------利用灰度方差提取点特征。
通过逐像元量测与其邻元的灰度差，搜索相邻 像元之间具有高反差的点。
6
1）计算各像元的有利值IV，按四个方向计算相邻像元 间灰度差平方和，取最小的为该像元的有利值
影像分割：将
一维影像由若干影像段（特征段）组成。
影像分割成若 干子区域，每 个子区域都具 有一定的均匀
特征段由三个特征点组成。一个灰度梯
度变化最大的点 Z ，两个“突出点”
（灰度很小） S1, S2
性质对应于某
利用特征提取算子，提取特征（依次提
一物体或物体 的一部分。 S2
取三个特征点），将一行影像分割为若
Z
S1
22
2. 匹配窗口的构成
传统的影像匹配中，以影像窗口中心为匹配点。
跨接法的匹配窗口将两个窗口连接起来构成一个匹配窗口。
其中一个特征可以是已经匹配的特征 Fb，也可以是待匹配的
特征 ；另一个是待匹配的特征。
S2
S2
Z
Z
S1
S1
Fb Fe
Fb
Fe
这种窗口是随着影像的纹理结构而变化的。
23
1跨)待接匹法配匹的配特窗征始口终的位特于点边缘，不是窗口的中心；
配的特征
Fb 1 2
3 45
①构成目标窗口 Fb Fe
②确定 Fe 的备选特征 1，3 ③组成右影像的特征窗口 Fb 1; Fb 3
④右影像窗口重采样----以目标窗口为基准，使之于目标窗 口的大小一致，消除几何变形 ⑤相关匹配-----计算 Fb Fe与 Fb 1; Fb 3的相关系数， 取最大相关系数为匹配窗口，进而确定匹配的特征
特征的提取.ppt
房屋的提取
道路的提取
线的灰度 特征
一、微分算子
1．梯度算子
g
Gg ( x,
y)
x
g
y
1
G( x,
y)
magG
(
g x
)2
(
g y
)2
2
差分算子
1
Gi, j
gi, j
gi1, j
2 (gi, j
gi,
)2
j 1
2
近似
Gi, j gi, j gi1, j gi, j gi, j1
对于一给定的阈值T，当时，则认 为像素（i，j）是边缘上的点。
-1 1 -1 1
Roberts梯度算子
g
Gr
g ( x,
y)
u g
guΒιβλιοθήκη gvv 1
Gr (x, y) (gu2 gv2 ) 2
-1 1
1
Gi, j
gi, j gi1, j
2
(gi,
j
gi,
)2
j 1
2
-1 1
方向差分算子
直线与边 缘的方向
北
东北
东
东南
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
2
1
1 2 1 1 2 1 1 2 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
南
西南
西
西北
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
2
1
1 2 1 1 2 1 1 2 1
特征的提取与定位算法
主要内容
特征的提取
• 特征点的提取算法 • 特线的检测方法
SIFT特征点提取与匹配算法
SIFT 特征点匹配算法基于SIFT 方法的图像特征匹配可分为特征提取和特征匹配两个部分，可细化分为五个部分： ① 尺度空间极值检测（Scale-space extrema detection ）；② 精确关键点定位（Keypoint localization ）③ 关键点主方向分配（Orientation assignment ）④ 关键点描述子生成（Keypoint descriptor generation ）⑤ 比较描述子间欧氏距离进行匹配（Comparing the Euclidean distance of the descriptors for matching ）1.1 尺度空间极值检测特征关键点的性质之一就是对于尺度的变化保持不变性。
因此我们所要寻找的特征点必须具备的性质之一，就是在不同尺度下都能被检测出来。
要达到这个目的，我们可以在尺度空间内寻找某种稳定不变的特性。
Koenderink 和Lindeberg 已经证明，变换到尺度空间唯一的核函数是高斯函数。
因此一个图像的尺度空间定义为：(,,)L x y σ，是由可变尺度的高斯函数(,,)G x y σ与输入图像(,)I x y 卷积得到，即：),(),,(),,(y x I y x G y x L *=σσ （1.1） 其中：2222/)(221),,(σπσσy x e y x G +-=在实际应用中，为了能相对高效地计算出关键点的位置，建议使用的是差分高斯函数（difference of Gaussian ）(,,)D x y σ。
其定义如下：),,(),,(),()),,(),,((),,(σσσσσy x L k y x L y x I y x G k y x G y x D -=*-= （1.2）如上式，D 即是两个相邻的尺度的差（两个相邻的尺度在尺度上相差一个相乘系数k ）。
图 1.1图1.1所展示的是建立DOG 的一种实用的方法。
特征提取
05
特征提取性能评估与优 化策略
评估指标选择及计算方法
准确率
精确率与召回率
F1分数
ROC曲线与AUC值
衡量分类器正确分类的样本占 总样本的比例，是常用的评估 指标之一。
针对二分类或多分类问题，精 确率表示预测为正且实际为正 的样本占预测为正样本的比例 ；召回率表示预测为正且实际 为正的样本占实际为正样本的 比例。
基于图像处理方法
01
02
03
04Biblioteka 边缘检测利用Sobel、Canny等算子检 测图像的边缘信息，提取图像
的轮廓特征。
形态学处理
通过腐蚀、膨胀、开运算和闭 运算等形态学操作，分析图像
的几何结构特征。
特征点检测与描述
利用SIFT、SURF等算法检测 图像中的特征点，并生成相应
的特征描述符。
色彩空间转换
将RGB色彩空间转换为HSV 、YCbCr等其他色彩空间，便
要点三
长期依赖问题
标准循环神经网络在处理长序列时可 能出现梯度消失或梯度爆炸问题，导 致无法有效捕捉长期依赖关系。为解 决这一问题，可以采用长短时记忆网 络（LSTM）或门控循环单元（GRU ）等改进型循环神经网络。
深度自编码器（Autoencoder）在无监督学习中应用
数据压缩与降维
自编码器通过学习将输入数据编 码为低维表示，并从该表示中重 构出原始数据，从而实现数据压
综合考虑精确率和召回率，是 二者的调和平均数，用于评估 模型的综合性能。
通过绘制不同阈值下的真正例 率和假正例率，得到ROC曲线 ；AUC值为ROC曲线下的面积 ，用于评估模型的分类效果。
指纹识别中的特征点提取算法
ｐ ｅ ｂ ｓｄｏ ｅａａ ｓ ｆｈ ｈｒ ｔ ｉ ｔ ｅｏ ｎｅｐｉｔＭｉｕｉ ｓ ｅｄｍｉ ｔ ｅａｄｂｆｒａｏ ｉｕ ａ 印 ｒ ａｅ ｎｔ ｎｌ ｉ ｏ ｅｉ ｅｅ ｎ ｉ ｆ ｉ ｒｒ ． ｎ ｔ ｅ（ ｎ 叫 ｉ ｎ ｉ ｃｔｎｍｎ ｔ ） ｈ ｙ ｓ ｔ ｎ ｎ ｍ ｕ ａ ｆｇ ｎ ａ ａ ｕ ｉ ｉ
1定义一个包含待检测点p像素点的集合n该集合所包含的范围为沿通过p像素点且与该像素点的点方向平行的两条直线为矩形的两条边与法线方向一致且通过p的一条a线以及与该直线平行的另一条直线组成的矩形区域该矩形区域内的所有像素点组成集合n
第２卷 第ｌ ５ ２ 期
文章编号 ：０ ６—９４ （ ｏ ８ ｌ １ｏ ３ ８ ２ ｏ ）２—０ ３ ０ ２５— ４
ＡＢＳ ＴＲＡＣＴ ： ｈ ｘｒ ｃｉｎ ０ ｎ ｅ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｉ ａ ｎ ｃ ｓ ａ ｙｓｅ ｕ０ ｔ ｎ ｅ ｐ ｉ ｔ ｅ ｏ ｎ ｔ ｎ ｓ ｓｅ Ａ ｒ ｅ ｅ ｔ ｔ ｆ ｉ ｇ ｉ ｕ ｉ ｓ ｅ ｅ ｓ ｒ ｔｐ ｉ ａ ｔｍａｉ ａ ｏ ｆ ｎ ｍｉ ａ ｎ ｃ ｇ ｒ ｒ ｃ ｇ ｉ ｏ ｙ ｔ ｍ． ｎ ｒ ｉ ｓ ｔｏ ｌｏ ｉ ｍｓｆｒｍｉ ｕｉ ｅ ｅ ｔ Ｂ ｏ ｎ Ｉ ｓ ｎ ｔ ｅ ｅ ｉ ｍａｉ ｎ ０ ｉ ｇ ｒ ｒｎ ｍａ ｅ ａ ｅ ｐ ０ ｏ ｅ ｎ ｔｉ ｅ ｆ ｇ ｒｔ ０ ｎ ｔ ｘ ｒ ｔ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｅ ｍｉ ｕ ｊ ｌ ａ ｈ ａ ａ ｉ ｌ ａ ｍｉ ｔ ｆｆ ｅｐ ｉ ｔｉ ｇ ｒ ｒｐ ｓｄ ｉ ｈ ｓ ｏ ｎ
ＫＥＹＷ ｏＲＤＳ：Ｆ ｎ ｅｐ ｉｔｉ ｇ ；Ｉ ｇ ｈｎ ｉ ｇ ｉ ｇ ｒ ｒ ｍａ ｅ ｍａ ｅ ｔ ｉ ｎ ｎ ；Ｍｉ ｕ ｉｅ ｅ ｔａ ｔ ｎ；Ｆ ｌ ｎ ｔ ｅ ｎ ｎ ｔ ｘ ｒｃ ｉ ａ ｏ ａｓ ｍｉ ｕｉ ｅ ａ
面部特征点的提取算法
面部特征点的提取算法
面部特征点的提取算法有多种，下面列举几种常见的算法：
1. HoG特征结合SVM分类器：通过计算图像的梯度直方图（HoG）来提取面部特征，然后使用支持向量机（SVM）进行分类，找到人脸区域和特征点位置。
2. 级联AdaBoost算法：通过级联的强分类器来进行人脸检测和特征点定位。
首先使用强分类器来筛选出可能的人脸区域，然后在这些区域中利用特征点模型来定位面部特征点。
3. Active Shape Model (ASM)：通过训练样本集合来学习人脸的形状模型，然后利用这个模型来对新的人脸图像进行特征点的定位。
4. 迭代最近点算法（Iterative Closest Point, ICP）：通过将3D 模型和2D图像匹配来进行人脸特征点定位。
首先将3D模型投影到2D图像上，然后通过ICP算法不断迭代优化，找到最佳的特征点位置。
以上只是一些常见的面部特征点提取算法，实际上还有很多其他算法和方法，如基于深度学习的方法、活体识别等。
具体选择哪种算法要根据具体应用场景和需求来决定。
点特征提取参数阈值
点特征提取参数阈值
在计算机视觉领域，点特征提取是一种用于检测和描述图像中局部特征的方法。
常见的点特征提取算法包括SIFT（尺度不变特征变换）、SURF（加速稳健特征）、ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）等。
这些算法在提取点特征时通常都会使用一些参数，其中一个重要的参数是阈值。
阈值在点特征提取中的作用是筛选出具有明显特征的关键点，或者过滤掉不够显著的点。
阈值的选择会影响到最终提取的特征点的数量和质量。
具体来说，阈值用于以下方面：
1.关键点检测：在检测关键点的阶段，阈值用于确定哪些局部区域被认为是关键点。
一般而言，具有较大梯度或尺度变化的区域可能更容易被选为关键点。
2.关键点筛选：在检测到关键点后，可以使用阈值来筛选掉一些质量较差或者不够显著的关键点。
这有助于保留具有更高可靠性的特征。
3.匹配：在特征匹配的阶段，阈值可以用于过滤掉不匹配的特征点，从而提高匹配的准确性。
阈值的具体选择通常需要结合具体的应用场景和图像特性来进行调整。
在实际应用中，人们可能通过经验或者自动调优的方法来选择合适的阈值，以达到最佳的特征提取效果。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
-1 1 -1 1
•Roberts梯度算子
g
Gr
g ( x,
y)
u
g
gu
g
v
v
1
Gr
(x,
y)
( g u2
g
2 v
)
2
-1 1
1
Gi, j gi, j gi1, j 2 (gi, j gi, j1)2 2
-1 1
•方向差分算子
直线与边 缘的方向
北
东北
东
东南
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Sx (i, j) g1 g3 2g4 2g6 g7 g9
Sy (i, j) g7 2g8 g9 g1 2g2 g3
Prewitt算子与Sobel算子
-1 0 1 -1 0 1 -1 0 1
-1 0 1 -2 0 2 -1 0 1
-1 -1 -1 000 111
Prewitt算子
1
2
1
1 2 1 1 2 1 1 2 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
南
西南
西
西北
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1
2
1
1 2 1 1 2 1 1 2 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
• Sobel算子
考察它上下、左右邻点灰度的加权差。与
（l）计算各像素的Robert’s梯度
gu
g u
g i 1,
j 1
gi,
j
gv
g v
gi,
j 1
g i 1,
j
（2）计算ll（如55或更大）窗口
中灰度的协方差矩阵
Q N 1
gu 2
g
u
g
v
1
gv gu
g
v
2
c k 1 r k 1
g
2 u
( gi 1, j 1 gi , j )2
q 4DetN (trN )2
DetN代表矩阵N之行列式 trN代表矩阵N之迹
(4）确定待选点
Tq 0.5 ~ 0.75
fw ( f 0.5 ~ 1.5)
T cc (c 5)
当 q Tq同时 w Tw，该像元为待选点
（5）选取极值点
即在一个适当窗口中选择最大的待选点
第三节 线特征提取算子
i, j
0 1 0
取其符号变化的点，即通过零的点为 边缘点，通常也称其为零交叉点
卷积核
掩膜
0 1 0 1 4 1 0 1 0
0 -01 0-01 0-01 0-01 -01 0 0-1 -40-11 0-4-011 0-40-11 -04-011 04-1 -01 -001 4--0011 -04-0-0111 --00-401011 04-0--00111 -0-4-0111 0-01 0-01 -40-011 0--40-01011 40--0-0-1111 --4010-011 0--411 0-1 0-1 -04-11 00-4-11 0--00-1141 -001-0-11 0-01-41 00-1 -01 4-01 -40-101 -4-10-11 4--110 -41-1 -10 0 -01 0-1 0-01 -001 0-1 0
ick jrk
c k 1 r k 1
g
2 v
( gi , j 1 gi 1, j )2
ick jrk
c k 1 r k 1
gu gv
( gi 1, j 1 gi , j )(gi , j 1 gi 1, j )
ick jrk
（3）计算兴趣值q与w
1 DetN
trQ trN
1
[ gi, j1
gi, j
gi, j 1 ]
2
1
1
gij
2
1
i, j i, j
1
0 1 0
D 1 2 1 2 1 4 1
i, j
1
0 1 0
0 1 0
1 1
1 1 1
D1 1 4 1 2 2 1 8 1
0 1 0 1
1 1 1 1
•拉普拉斯算子（Laplace）
之接近的邻点的权大：
1 0 -1
1 0 1
Gx 2 0
2
1 0 1
1 2 1
Gy
0
0
0
1 2 1
2 0 -2 1 0 -1 -1 -2 -1 000 121
1 0 -1 2 0 -2 1 0 -1
-1 -2 -1 000 121
1g-11 0g-22 -g-113 2g04 0g05 -g206 1g17 0g28 -g19
-1 -2 1 -1 0 1 -1 2 1
Sobel 算子
加大模扳 抑制噪声
4. 二阶差分算子
•方向二阶差分算子
gij (gi1,j gi,j) (gi,j gi1,j)
1
[gi1,j
gi, j
gi1,j ]
2
gij
[1
2
1]
1
gij ( gi1, j gi, j ) ( gi, j gi1, j )
Gg ( x,
y)
x
g
y
1
G( x,
y)
magG
(
g x
)2
( g y
)2பைடு நூலகம்
2
•差分算子
1
Gi, j
gi, j gi1, j
2 (gi, j
gi,
)2
j 1
2
近似
Gi, j gi, j gi1, j gi, j gi, j1
对于一给定的阈值T，当时，则认为 像素（i，j）是边缘上的点。
（2）给定一经验阈值，将兴趣值大 于阈值的点作为候选点。
确定窗 口大小
（3）选取候选点中的极值点作为 特征点。
Moravec算子是在四个主要方向上， 选择具有最大――最小灰度方差 的点作为特征点
4. Forstner算子
Robert’s梯度和灰度协方差矩阵，寻找具有尽 可能小而接近圆的误差椭圆的点作为特征点
( g c i,r g c i 1,r ) 2
ik
V2
k 1
( gci,r i
g c i 1,r i 1 ) 2
ik
k 1
V3
( g c,r i g c,r i 1 ) 2
ik
k 1
V4
( g ci,r i
ik
g c i 1,r i 1 ) 2
IVc,r min{V1,V2 ,V3,V4}
1. 线特征
➢“边缘” 影像局部区域特征不相 同的区域间的分界线 ➢“线” 是具有很小宽度的其中间 区域具有相同的影像特征的边缘对
差分算子、拉普拉斯算手、LOG算子等
房屋的提取
道路的提取
2.线的灰度 特征
主要内容
一.微分算子 二.二阶差分算子 三.Hough变换
3. 微分算子
•梯度算子
g
2g
2g x 2
2g y 2
2 gij ( gi1, j gi, j ) ( gi, j gi1, j ) ( gi, j 1 gi, j ) ( gi, j gi, j 1 )
gi1, j gi1, j gi, j 1 gi, j 1 4gi, j
0 1 0
1 4 1
第二节 点特征提取算法
主要内容
一.Moravec算子
二.Forstner算子
1.点特征
•点特征主要指 明显点， •提取点特征的 算子称为兴趣 算子
2.点特征的灰度特征
3.Moravec算子
Moravec于1977年提出利用灰度 方差提取点特征的算子
r
c
（1）计算各像元的兴趣值 IV
k 1
V1