C++ OpenCV特征提取之SIFT特征检测

前言微信

前面咱们介绍了《C++ OpenCV特征提取之SURF特征检测》,这一篇咱们在介绍一下SIFT的特征提取。函数


SIFT特征和SURF特征比较

比较项目 SIFT SURF
尺度空间极值检测 使用高斯滤波器,根据不一样尺度的高斯差(DOG)图像寻找局部极值 使用方形滤波器,利用海森矩阵的行列式值检测极值,并利用积分图加速运算
关键点定位 经过邻近信息插补来定位 与SIFT相似
方向定位 经过计算关键点局部邻域的方向直方图,寻找直方图中最大值的方向做为关键点的主方向 经过计算特征点周围像素点x,y方向的哈尔小波变换,将x、y方向小波变换的和向量的最大值做为特征点方向
特征描述子 是关键点邻域高斯图像梯度方向直方图统计结果的一种表示,是16*8=128维向量 是关键点邻域2D离散小波变换响应的一种表示,是16*4=64维向量
应用中的主要区别 一般在搜索正确的特征时更加精确,固然也更加耗时 描述子大部分基于强度的差值,计算更快捷


SIFT特征基本介绍url

SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)特征检测关键特征:spa

  • 创建尺度空间,寻找极值.net

  • 关键点定位(寻找关键点准确位置与删除弱边缘)orm

  • 关键点方向指定blog

  • 关键点描述子ci



创建尺度空间,寻找极值get

工做原理io

  1. 构建图像高斯金字塔,求取DOG,发现最大与最小值在每一级

  2. 构建的高斯金字塔,每一层根据sigma的值不一样,能够分为几个待级,最少有4个。


关键点定位

  • 咱们在像素级别得到了极值点的位置,可是更准确的值应该在亚像素位置,如何获得--这个过程称为关键点(准确/精确)定位。

  • 删除弱边缘--经过Hassian矩阵特征值实现,小于阈值自动舍弃。


关键点方向指定

  • 求得每一层对应图像的梯度,根据给定的窗口大小

  • 计算每一个高斯权重,sigma=scale*1.5, 0-360之间创建36个直方图Bins

  • 找最高峰对应的Bin,大于max*80%的都保留

  • 这样就实现了旋转不变性,提升了匹配时候的稳定性

  • 大约有15%的关键点会有多个方向


关键点描述子

  • 拟合多项式插值寻找最大Peak

  • 获得描述子 = 4*4*8=128



构造函数

cv::xfeatures2d::SIFT::create(

     int  nfeatures = 0,

     int  nOctaveLayers = 3,    --高斯金字塔乘积数

     double contrastThreshold = 0.04,    --对比度

     double edgeThreshold = 10,   --边缘阈值,通常默认10就行

     double sigma = 1.6     

)


代码演示

咱们再新建一个项目名为opencv--sift,按照配置属性(VS2017配置OpenCV通用属性),而后在源文件写入#include和main方法

记得咱们要加上opencv2\xfeatures2d.hpp


使用SIFT检测,其实红框里面是咱们定义的参数,能够修改一下参数进行变化


运行效果

上面左边红框处就是咱们获取了多少个KeyPoints并打印出来,能够看到这个比SURF检测明显要少了很多,说明检测的更为细致了,不过也比SURF花费的时间要长一点。




接下来咱们改一下参数


再看一下运行效果

能够看到获取到的Keypoints的特征点更少了。


以上就是SIFT的介绍。




-END-


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