特征提取算法的总结

article/2025/9/28 15:48:57



在前面的blog中,我们已经讲了SIFT的原理,这里我们再详细讲解SIFT的变体:PCA-SIFT和GLOH。

– Scale invariant feature transform (SIFT): Lowe, 2004.

– PCA-SIFT: SIFT: Ke and Sukthankar 2004 Ke and Sukthankar, 2004.

– Gradient location-orientation histogram (GLOH): Mikolajczyk and Schmid 2005

– SURF(Speeded Up Robust Features), Bay, 2006回顾前面讲过的SIFT算法,可以很好地应对旋转和尺度不变,光强不变,位置遮挡不变(http://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/7639681),其过程分为四步:

– Detection of scale-space extreme 构建尺度空间
– Accurate keypoint localization 关键点检测
– Orientation assignment 指定方向
– The local image descriptor 局部图像描述子

David G. Lowe, "Distinctive image features from scale-invariant keypoints," International Journal of Computer Vision, 60, 2 (2004), pp. 91-110

/***************************************************PCA-SIFT*****************************************************/

PCA(Principle component analysis) SIFT 描述子将在所有描述子中提取出更有区分度,更robust to image deformations的特征。其方法:

– 在第四步中,不用原先的4*4*8个描述子,而是在41*41的图像块上计算39*39*2(x,y方向)个梯度导数,然后使用PCA将得到的3042维向量降到36维。

Y. Ke and R. Sukthankar, “PCA-SIFT: A More Distinctive Representation for Local Image 15 Descriptors,” Computer Vision and Pattern Recognition, 2004.

当然,上图只是PCA-SIFT作者的一面之词,Mikolajczyk and Schmid(2005)的描述子测评显示还是SIFT比较靠谱。

/***************************************************GLOH*****************************************************/

Mikolajczyk and Schmid(2005)提出了一种SIFT变体的描述子,使用对数极坐标分级结构替代Lowe(2004)使用的4象限。空间上取半径6,11,15,角度上分八个区间(除中间区域),然后将272(17*16)维的histogram在一个大数据库上训练,用PCA投影到一个128维向量。

K. Mikolajczyk and C. Schmid,“A performance evaluation of local descriptors ,” IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 27, No. 10, pp. 1615-1630, Oct. 2005

/***************************************************SURF*****************************************************/

SURF与SIFT稍有不同,

-SIFT建立一幅图像的金字塔,在每一层进行高斯滤波并求取图像差(DOG)进行特征点的提取,而SURF用的是hessian matrix黑森矩阵。

-SIFT特征建立图像金字塔处理尺度不变特性,而SURF特征将高斯核近似为一个方波滤波,SURF金字塔仅仅用来作特征点的检测。

下文来自《A Comparison of SIFT, PCA-SIFT and SURF》

SIFT and SURF algorithms employ slightly different ways of detecting features [9]. SIFT builds an image
pyramids, filtering each layer with Gaussians of increasing sigma values and taking the difference. On the
other hand, SURF creates a “stack” without 2:1 down sampling for higher levels in the pyramid resulting
in images of the same resolution [9]. Due to the use of integral images, SURF filters the stack using a box
filter approximation of second-order Gaussian partial derivatives, since integral images allow the
computation of rectangular box filters in near constant time [3]. 

In keypoint matching step, the nearest neighbor is defined as the keypoint with minimum Euclidean
distance for the invariant descriptor vector. Lowe used a more effective measurement that obtained by
comparing the distance of the closest neighbor to that second-closest neighbor [1] so the author of this
paper decided to choose 0.5 as distance ratio like Lowe did in SIFT.

Herbert Bay, Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, Luc Van Gool "SURF: Speeded Up Robust Features", Computer Vision and Image Understanding (CVIU), Vol. 110, No. 3, pp. 346--359, 2008

ftp://ftp.vision.ee.ethz.ch/publications/articles/eth_biwi_00517.pdf

/***************************************************COMPARISON*****************************************************/

论文:A comparison of SIFT, PCA-SIFT and SURF 对三种方法给出了性能上的比较,源图片来源于Graffiti dataset,对原图像进行尺度、旋转、模糊、亮度变化、仿射变换等变化后,再与原图像进行匹配,统计匹配的效果。效果以可重复出现性为评价指标。

对以上三种方法进行比较:

method

Time

Scale

Rotation

Blur

Illumination

Affine

Sift

common

best

best

common

common

good

PCA-sift

good

good

good

best

good

best

Surf

best

common

common

good

best

good






由此可见,SIFT在尺度和旋转变换的情况下效果最好,SURF在亮度变化下匹配效果最好,在模糊方面优于SIFT,而尺度和旋转的变化不及SIFT,旋转不变上比SIFT差很多。速度上看,SURFSIFT速度的3倍。


采用最近邻作为匹配策略的特征描述子性能测评结果:



Reference:

http://blog.csdn.net/abcjennifer/article/details/7365651

http://www.cscjournals.org/csc/manuscript/Journals/IJIP/volume3/Issue4/IJIP-51.pdf

http://www.cnblogs.com/mysunnyday/archive/2011/08/31/2160298.html

http://140.115.156.251/vclab/teacher/2011AIP/Feature%20Detection%20and%20Matching%20(Part%20II).pdf



http://chatgpt.dhexx.cn/article/WUSRBrbT.shtml

相关文章

常见的几种图像特征提取算法

常见的几种图像特征提取算法 1. LBP算法(Local Binary Patterns,局部二值模式)2.HOG特征提取算法(Histogram of Oriented Gradient)3.SIFT算子(Scale-invariant feature transform,尺度不变特征变换) 1. LBP算法(Local…

SIFT特征提取算法实验

SIFT特征提取算法实验 SIFT特征提取算法 1.1 算法定义 1.2 SIFT特征提取算法实验: 1.3 构造数据集 检测提取感兴趣点 2.1代码实现: 2.2.绘制特征点代码分析: 提取数据集中每张图片的SIFT特征并展示 3.1实现对比: 3.2代码实现: 4.计算两张图片间的SIFT特征匹配结果 4.1匹配…

SIFT、SURF等关键点特征提取算法代码

文章目录 1.关键点特征提取算法2.SIFT代码(pythonopencv)2.SURF代码(pythonopencv)3.SIFT和SURF的比较 1.关键点特征提取算法 特征提取是提取出物体(如图片)的特征,用数学的向量、矩阵等对物体…

HOG图像特征提取算法

HOG图像特征提取算法 HOG简介HOG特点HOG计算步骤HOG参数计算HOG提取特征效果HOG代码实现 HOG简介 HOG全称:方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient),发表于2005年的CVPR,是一种图像特征提取算法,和…

SURF特征提取算法详解

上一节我们已经介绍了SIFT算法,SIFT算法对旋转、尺度缩放、亮度变化等保持不变性,对视角变换、仿射变化、噪声也保持一定程度的稳定性,是一种非常优秀的局部特征描述算法。但是其实时性相对不高。 SURF(Speeded Up Robust Features)算法改进了特征了提取…

图像特征提取算法—HOG

图像特征提取算法—HOG 一 图像基本概念 1.1特征 边缘,角,区域。但不同的目的对应着的不同的特征,边缘特征,颜色特征,梯度方向分布等。 每个物体,我们总可以用一些词语或部件来描述它,比如人…

时域特征提取_EEG信号特征提取算法

点击上面"脑机接口社区"关注我们 更多技术干货第一时间送达 时域分析与频域分析 EEG信号特征提取就是以脑电信号作为源信号,确定各种参数并以此为向量组成表征信号特征的特征向量。 特征參数主要包括时域信号(如幅值)和频域信号(如频率)两大类,相应的特征提取方法也…

特征提取算法

特征提取 1、背景2、边界预处理Moore boundary tracing algorithmChain CodesFreeman Chain Codesslope chain codes (SCCs) minimum-perimeter polygon (MPP)signaturesskeletons 3、Region Feature Descriptors3.1 区域描述子和特征向量3.2 Topological Descriptors3.3 Textu…

深度学习之特征提取算法

目录 前言 二、LBP(Local Binary Patterns,局部二值模式) 三、HOG算法(Histogram of Oriented Gradient, 方向梯度直方图) 四、SIFT算子(Scale-invariant feature transform ,尺度不变特征变换) 五、H…

idea如何使用git关联远程仓库

1.git的配置 一般本地安装了git,idea会自动检索, 2.创建git本地仓库 一般以你要上传的项目为根目录 3.将文件提交至本地仓库 4.提交至远程仓库 点击VCS选择git点击push提交,第一次连接会让你输入远程仓库的地址。 我们先将github上的地…

git 将本地项目关联到远程仓库

原文链接:https://www.jianshu.com/p/2a8b4e627991 参考链接: https://blog.csdn.net/baidu_35085676/article/details/53456884 1.首先在项目目录下初始化本地仓库 git init 2.添加所有文件( . 表示所有) git add . 3.提交所有文件到本地仓库 git comm…

git创建本地仓库远程仓库,并关联。全过程

1.在网页中自己的github账号下,创建仓库project 2.在本机创建文件夹project。 进入文件夹project. (1) git init (2) git add README.md (3) git commit -m "first commit" (4) git branch -M master (5) git remote add origin https://github.co…

Git本地仓库与远程仓库关联

一、前提条件 1、本地一个仓库:本地仓库已经经过git init 初始化 2、远程一个仓库:已经存在了一个远程的仓库 3、GitHub已经添加了SSH Keys 二、建立远程与本地仓库的关联 本地仓库与远程仓库关联有两种方法,一种是通过IDE(比…

使用git命令,本地仓库关联到远程仓库

本地仓库关联到远程: 创建成功会得到一个url地址和git全局设置的两行命令,下面从本地链接远程时会用到。 git config --global user.name "你的用户名" git config --global user.email "你的邮箱" 2、选择本地文件夹,在…

git关联两个远程仓库,一个仓库(github)拉取代码,另一个仓库(gitlab)推送代码

有这种情况,小伙伴们在github上下载的开源项目(该开源项目还在继续开发维护),然后自己下载下来进行二次开发,然后又要把项目推送自己的gitlab私服上,这个时候不得不本地代码关联两个远程仓库。接下来我将一…

IDEA本地项目关联远程Git远程仓库

IDEA本地项目关联远程Git远程仓库 下面介绍几种方法: 一、代码 clone 到本地 这种方法是直接 clone 代码,这样不需要在手动关联仓库。 1、本地创建空白文件夹 2、右键 Git Bash Here 打开控制台 3、直接 clone 远程仓库的代码 git clone 远程地址&…

如何简单的在IDEA中关联git远程仓库

在IDEA中关联远程仓库有许多的方法,那么在这呢我教大家一种简单的方法。 那么在开始之前呢,需要大家在你自己的电脑上安装git,并且在Gitee上创建自己的仓库。 同时IDEA中需要下载Gitee的插件 那么我在这也创建好了一个测试仓库 点击黄色的…

关于GIT怎么将本地仓库和远程仓库进行关联

1 首先在本地创建一个和远程仓库一样的文件夹(直接在git的命令界面中就能创建,git命令界面貌似大部分的linux的命令都能用) 2 由于是一个空文件要让git认识需要初始化,初始化命令:git init ,会在在nihao中会出现一个.git的文件 3 初始化完成后…

本地项目关联远程 git 仓库

用了几年 git 来管理代码,除了常用的提交代码的一些指令,其他的每次用到都需要查一次资料,这样很麻烦。最近有一个新项目需要关联远程仓库,我自己也整理了一下。 安装 Git:官网 下面介绍几种方法: 一、代…

Git关联远程仓库和分支

背景 在我们开发过程中经常会将本地代码放到代码仓中。 解决方法有两种,这两种方法都有一个前提就是需要在gitLab中新建一个代码仓。 第一种方法就是先将这个新的远程代码仓拉取到本地,再将本地的代码移植到本地仓中,最后push到远程仓库中…