圖像特征與描述子(直方圖, 聚類, 邊緣檢測, 興趣點/關鍵點, Harris角點, 斑點(Blob), SIFI, 紋理特征)


1.直方圖

    用於計算圖片特征,表達, 使得數據具有總結性, 顏色直方圖對數據空間進行量化,好比10個bin

2. 聚類

   類內對象的相關性高

   類間對象的相關性差

   常用算法:kmeans, EM算法, meanshift, 譜聚類(密度聚類), 層次聚類

    kmeans聚類

        選取k個類中心,隨機選取

        計算每個點跟k個類中心的位置

        把數據點分配給距離最近的一個類中心

        計算新的類中心-對該類中的所有點取均值

    類中心數K的選取

         K類平均質心的距離加權平均值, 當k=5時的斜率發生變化,我們可以選取5作為分類的個數

   

   kmeans ++ 半隨機(初始點的選取)

      第一類中心 - 隨機選取

      記D(x) 為數據點x距離最近的聚類中心的距離

       選取下一個聚類中心, 選取的概率正比於D(x) ^ 2 

       以此類推,到第k個

    量化顏色直方圖

     聚類顏色直方圖: 使用聚類算法對像素點顏色向量進行聚類, 單元由聚類中心代表

3. 邊緣檢測

    像素明顯變化的區域, 具有豐富的語義信息

    用途: 物體識別,幾何視角變化

    定義: 像素函數快速變化的區域, 一階導數的極值區域,二階導數的0點位置

    步驟:

          先高斯去噪,再使用一階導數獲取極值

     公式:        對x方向進行求導  б 表示的是標准差                                                    對y方向進行求導

           

     梯度幅值/強度

                   hx(x,y)^ 2 + hy(x, y) ^ 2 

       梯度(增加最快)方向

                   arctan(hy(x, y)/ hx(x, y)) 

4. 興趣點/關鍵點

    穩定局部

    特點: 可重復性,顯著性

    抗圖片變化

           外貌變化(亮度,光照)

           幾何變化(平移, 選擇,尺度)

5.Harris角點

      一種顯著點:在任何方向上移動小觀察窗,導致大的像素變動

  E(u, v) =  ΣW(x, y)[I(x+u, y+v)-I(x, y)] ^2

        W(x, y)是高斯函數進行加權的, x,y表示當前位置, u和v表示移動了的位置

        

6.斑點(Blob)

       拉普拉斯梯度:一階導數極值點 - 二階導數零點

       梯度/邊緣可以通過查找:二階導數接近零, 一階導數足夠大

       對噪聲很敏感, 需要先做高斯平滑

       公式: Δf = δ2f / δ2x +  δ2f / δ2y 對x求二階導, 對y方向求二階導

        斑點是找拉普拉斯的極值

        邊緣是找拉普拉斯的零值 

7.SIFT

        SIFT特征計算

            計算高斯差分(DoG)尺度空間,獲取極值點

        特征點處理: 位置插值, 去除低對比度點, 去除邊緣點

        方向估計: 2*2網格, 8個方向,獲得最高值為關鍵點的主方向,特征點方向歸一化,即所有方向為同一方向

        描述子提取: 在旋轉坐標上采樣16*16的像素窗, 4*4網格,8方向直方圖,總共178維

8.紋理特征

         HOG(方向梯度直方圖)

            梯度幅值,方向 s = sqrt(sx^2 + sy^2)

         Block 拆分

            16*16的block 步長是8, 包含2*2個cell, 每個cell8*8, 9個方向

            積累梯度幅值,使用位置高斯加權,使用相鄰bin線性插值

            64&128的維度圖:7*15 * (2*2) * 9 = 3780

            LBP(局部二值模式)

                 將每個像素點與周圍點大小半徑比較,半徑R的圓上,均勻采樣P個點,根據赫值大小,量化為0或1 

          

             

 

 

        


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM