最近在學習iDT方面的論文，里面提到了HOG、HOF、MBH特征算子。慢慢學習，記錄下來，以便日后查看
首先，今天學習的是HOG+LBP特征
1.HOG（方向梯度直方圖）廣泛用於計算機視覺領域和圖像處理中的特征提取，它具有良好的不變性。
1）主要思想：
一副圖片的邊緣或輪廓，具有較大的梯度變化，因此，計算像素的梯度來描述邊緣或輪廓信息也就順其自然
2）具體實現方法：
針對一副圖片，多個像素（比如6*6）組成一個單元（cell），多個單元（比如2*2）組成一個塊（block），將多個block提取到的特征進行聯接得到的即是一副圖片最后的HOG特征。
3）提高性能
在block層面對局部直方圖進行歸一化，方法：先計算各直方圖在這個塊（block）中的密度，根據這個密度對塊（block）中的單元（cell）進行歸一化
能夠對光照變化和陰影獲得更好的效果
4）優點
HOG是在圖像的局部單元（cell）上進行操作，因此它對圖像的幾何以及光學的形變具有良好的不變性。其次，在粗的空域抽樣、精細的方向抽樣以及較強的局部光學歸一化等條件下，只要行人大體上能夠保持直立的姿勢，可以容許行人有一些細微的肢體動作，這些細微的動作可以被忽略而不影響檢測效果。因此HOG特征是特別適合於做圖像中的人體檢測的。
提取HOG特征的過程：
1）將RGB圖像轉化為灰度圖像
2）利用Gamma對灰度圖像進行歸一化，降低光照的影響
3）對圖片每個像素計算梯度
4）划分cell（如6*6像素/cell）
5）統計每個cell的梯度直方圖，即可形成每個cell的descriptor
6）將每幾個cell組成一個block（例如3*3個cell/block），一個block內所有cell的特征descriptor串聯起來便得到該block的HOG特征descriptor。
7）將圖像內的所有block的HOG特征descriptor串聯起來就可以得到該image（你要檢測的目標）的HOG特征descriptor了。這個就是最終的可供分類使用的特征向量了
2.LBP特征
LBP（Local Binary Pattern，局部二值模式）是一種用來描述圖像局部紋理特征的算子；它具有旋轉不變性和灰度不變性等顯著的優點
1、LBP特征的描述
原始的LBP算子定義為在3*3的窗口內，以窗口中心像素為閾值，將相鄰的8個像素的灰度值與其進行比較，若周圍像素值大於中心像素值，則該像素點的位置被標記為1，否則為0。這樣，3*3鄰域內的8個點經比較可產生8位二進制數（通常轉換為十進制數即LBP碼，共256種），即得到該窗口中心像素點的LBP值，並用這個值來反映該區域的紋理信息。如下圖所示：
LBP的改進版本：
原始的LBP提出后，研究人員不斷對其提出了各種改進和優化。
（1）圓形LBP算子：
基本的 LBP算子的最大缺陷在於它只覆蓋了一個固定半徑范圍內的小區域，這顯然不能滿足不同尺寸和頻率紋理的需要。為了適應不同尺度的紋理特征，並達到灰度和旋轉不變性的要求，Ojala等對 LBP 算子進行了改進，將 3×3鄰域擴展到任意鄰域，並用圓形鄰域代替了正方形鄰域，改進后的 LBP 算子允許在半徑為 R 的圓形鄰域內有任意多個像素點。從而得到了諸如半徑為R的圓形區域內含有P個采樣點的LBP算子；
（2）LBP旋轉不變模式
從 LBP 的定義可以看出，LBP 算子是灰度不變的，但卻不是旋轉不變的。圖像的旋轉就會得到不同的 LBP值。
Maenpaa等人又將 LBP算子進行了擴展，提出了具有旋轉不變性的 LBP 算子，即不斷旋轉圓形鄰域得到一系列初始定義的 LBP值，取其最小值作為該鄰域的 LBP 值。
圖 2.5 給出了求取旋轉不變的 LBP 的過程示意圖，圖中算子下方的數字表示該算子對應的 LBP值，圖中所示的 8 種 LBP模式，經過旋轉不變的處理，最終得到的具有旋轉不變性的 LBP值為 15。也就是說，圖中的 8種 LBP 模式對應的旋轉不變的 LBP模式都是00001111。
（3）LBP等價模式
一個LBP算子可以產生不同的二進制模式，對於半徑為R的圓形區域內含有P個采樣點的LBP算子將會產生P2種模式。很顯然，隨着鄰域集內采樣點數的增加，二進制模式的種類是急劇增加的。例如：5×5鄰域內20個采樣點，有220＝1,048,576種二進制模式。如此多的二值模式無論對於紋理的提取還是對於紋理的識別、分類及信息的存取都是不利的。同時，過多的模式種類對於紋理的表達是不利的。例如，將LBP算子用於紋理分類或人臉識別時，常采用LBP模式的統計直方圖來表達圖像的信息，而較多的模式種類將使得數據量過大，且直方圖過於稀疏。因此，需要對原始的LBP模式進行降維，使得數據量減少的情況下能最好的代表圖像的信息。
為了解決二進制模式過多的問題，提高統計性，Ojala提出了采用一種“等價模式”（Uniform Pattern）來對LBP算子的模式種類進行降維。Ojala等認為，在實際圖像中，絕大多數LBP模式最多只包含兩次從1到0或從0到1的跳變。因此，Ojala將“等價模式”定義為：當某個LBP所對應的循環二進制數從0到1或從1到0最多有兩次跳變時，該LBP所對應的二進制就稱為一個等價模式類。如00000000（0次跳變），00000111（只含一次從0到1的跳變），10001111（先由1跳到0，再由0跳到1，共兩次跳變）都是等價模式類。除等價模式類以外的模式都歸為另一類，稱為混合模式類，例如10010111（共四次跳變）（這是我的個人理解，不知道對不對）。
通過這樣的改進，二進制模式的種類大大減少，而不會丟失任何信息。模式數量由原來的2P種減少為 P ( P-1)+2種，其中P表示鄰域集內的采樣點數。對於3×3鄰域內8個采樣點來說，二進制模式由原始的256種減少為58種，這使得特征向量的維數更少，並且可以減少高頻噪聲帶來的影響。
參考自https://www.cnblogs.com/zhehan54/p/6723956.html