Surf算法流程
surf特征点的匹配过程
surf特征点的匹配过程
Surf特征点的匹配过程包括以下步骤：
1. 提取特征点：通过Surf算法提取两幅图像中的特征点。
Surf算法通过计算图像中的Hessian矩阵的行列式来检测潜在的特征点，然后通过计算特征点的主方向和构建特征描述子。
2. 计算特征描述子：对于每个特征点，Surf算法会将其周围的图像区域划分为若干个子区域，然后提取每个子区域的Haar小波响应。
这些Haar小波响应将组成特征描述子。
通过这种方式，每个特征点都能够具有一个128维的特征描述子。
3. 特征点匹配：通过计算两幅图像中特征点的相似度来进行匹配。
常用的方法是计算两个特征描述子之间的欧氏距离或是余弦相似度。
对于每个特征点，选择在另一幅图像中与其具有最小距离的特征点作为匹配点。
4. 特征点筛选：根据匹配点之间的距离进行筛选，排除一些不太可信的匹配点。
常用的方法是计算匹配点的距离与次近距离之间的比值，如果这个比值小于一个给定的阈值，就将匹配点保留下来。
5. 可选的优化步骤：可以通过使用RANSAC（随机抽样一致性）算法进一步筛选匹配点，消除由于噪声或误识别造成的错误匹配。
RANSAC算法会随机选择一组匹配点，并计算这些匹配点与模型之间的误差，然后根据误差进行筛选，最后得到更准确的匹配结果。
通过以上步骤，Surf特征点的匹配过程可以得到两幅图像中匹配点的对应关系，从而进行图像配准、目标跟踪等应用。
siftsurf视差深度计算
siftsurf视差深度计算SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)和SURF(Speeded-Up Robust Features)是计算机视觉领域常用的特征提取算法，用于在图像中寻找关键点并进行匹配。
在SIFT算法中，通过检测图像的极值点，并计算这些极值点的尺度、方向等信息来确定关键点；SURF算法则是通过计算图像中的兴趣点的哈西和尺度空间对峰值来找出关键点。
视差深度计算是指在计算机视觉中，根据两个相机（或摄像机）的图像之间的差异，从而计算出图像中物体的深度信息。
其中视差(disparity)是指参考图像中的特征点与目标图像中的对应特征点之间的水平像素差。
在使用SIFT和SURF算法进行视差深度计算时，可以按照以下步骤进行：1.图像预处理：将两个相机（或摄像机）拍摄的图像进行预处理，包括去噪、亮度调整等操作。
这些预处理操作可以提升SIFT和SURF算法的性能。
2.提取关键点：使用SIFT算法或SURF算法提取两幅图像中的关键点。
这些关键点的选取有助于在两幅图像之间建立对应关系。
3.关键点匹配：对提取的关键点进行匹配。
一种常用的方法是通过计算两个关键点之间的欧几里得距离，选择距离最小的关键点进行匹配。
如果匹配得到的关键点对是可靠的，那么它们会在两幅图像中表示同一个特征点。
4.计算视差：根据匹配的关键点对，计算它们在水平方向上的像素差，即视差。
视差值越大，表示该特征点所对应的物体离相机越远；反之，视差值越小，表示该特征点所对应的物体离相机越近。
5.深度计算：根据视差值和摄像机参数，可以使用三角测量或双目视觉几何关系来计算图像中物体的深度信息。
三角测量方法利用了相似三角形的原理，根据视差和相机的基线长度，可以计算出目标物体的深度。
双目视觉几何关系则是利用两个摄像机之间的距离、焦距等参数，通过一个数学模型计算出物体的深度。
6.深度图显示：将计算得出的深度信息表示为深度图，用于显示图像中各个像素点的深度值。
SURF算法分析ppt课件
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（3.1）
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（3.2）
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最后总结
• Stitching函数不足之处：在拼接过程中 如遇到图像特征不明显，如一面墙的图 片，则无法采集到有用的特征点，在采 用此方法过程中会出现越界现象。
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•Thank you for your attention!
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标出特征点的图像
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二.特征点 匹配
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特征点匹配
步骤1. 在检测特征点的过程中，计算了 Hessian 矩阵
的行列式，与此同时，计算得到了 Hessian 矩阵的迹，矩
阵的迹为对角元素之和。
按照亮度的不同，可以将特征点分为两种，第一种为
特征点及其周围小邻域的亮度比背景区域要亮，Hessian
变
化
量
51
99 147 195
6*n
27
51 75 99
Octaves
15
27 39 51
构建尺
9
15 21 27
变化量 n*6 度空间
Scale
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1.6极值点抑制
为了在目标影像上确定SURF特征点，我们使用了 3*3*3的模板在3维尺度空间进行非最大化抑制，根据 预设的Hessian阈值H，当h大于H，而且比临近的26个 点的响应值都大的点才被选为兴趣点。最后进行插值 精确。
一种改进的快速SURF算法
摘
要
Ｓ Ｕ Ｒ算法是 一种鲁棒性较好 的特征提 取算 法， 被广泛 应用在 图像处理和 机器视 觉上。但是 ， 经典 的 Ｓ Ｕ Ｒ Ｆ （ Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｅ ｄ
Ｕ ｐ Ｒ ｏ ｂ ｕ ｓ ｔ Ｆ ｅ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ） 算 法积分 图像（ Ｉ ｎ ｔ ｅ ｇ ｒ ａ ｌ Ｉ ｍ ａ ｇ ｅ ） 过程 占用 内存大而耗 时多。为 此， 从积分 图像处理 方面对经典 的 Ｓ Ｕ Ｒ Ｆ算 法 进行 了改进 ， 提 出了只 占用一个 图像 空间的快速积分 图像算法。实验验证表 明， 该 算法能够达 到 占用 内存小且耗 时少 的预 期
针对 上述积 分算 法 存 在 的 缺点 ， 本 文 首 先 建立
图 — — ＇ 积 — — ＿ ． ．
建
立 分 图 像
检 测
极值
— — ｛ ■ 尺 — ●
整 Ｈ 变 ａ ａ ｒ 换 波 图 像
— — ｛ ●
点和 极值 点定位
问
特征 三角
第 １ ３卷
第 ５期
２ ０ １ ３年 ２月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖ０ Ｌ １ ３ Ｎｏ ． ５ Ｆ ｅ ｂ ．２ ０ １ ３
１ ６ ７ １ — １ ８ １ ５ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — １ ３ ５ ０ — ０ ４
Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｔｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ａ ｎ ｄ Ｅｎｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
Ｓ （ ｉ ， ） ＝Ｓ （ ｉ ， 一１ ）＋Ｐ （ ｉ ， ）
５期
杜冬梅 ， 等： 一种改进 的快速 Ｓ Ｕ Ｒ Ｆ算法
ｌ
ｐ （ Ｏ ， ＿ ， ） ＝ｐ （ ０ ， 一１ ） ＂ ４ － ｐ （ Ｏ ， ）
surf算法代码 -回复
surf算法代码-回复什么是Surf算法Surf算法（Speeded Up Robust Features）是一种用于图像特征检测和描述的计算机视觉算法。
它是在2006年由Herbert Bay等人提出的，旨在提高图像处理中的特征点检测与匹配的速度和准确性。
Surf算法在计算机视觉和图像处理领域中得到广泛应用，它的主要目标是在图像中找到稳定且唯一的局部特征点。
Surf算法的步骤1. 尺度空间构建：Surf算法在图像中使用多尺度空间来有效地检测特征点。
它通过不断模糊图像，并计算模糊后的图像与原始图像的差异来构建多尺度空间。
算法使用一个高斯滤波器来进行图像模糊，并通过逐渐增加滤波器的方差来构建不同尺度下的图像。
这样做的目的是使得算法能够在不同尺度下检测到特征点，而不受图像缩放的影响。
2. 关键点检测：在构建好尺度空间后，Surf算法会在每个尺度中检测关键点。
关键点是那些在图像中具有稳定尺度和位置，并且对缩放、旋转和光照变化具有不变性的点。
Surf算法使用Hessian矩阵来检测关键点。
Hessian矩阵是一个用于测量图像局部变化的矩阵，在Surf算法中，它被用来检测图像中的高强度点。
3. 关键点定位：在检测到关键点后，Surf算法会对关键点进行精确定位。
它使用一个Haar 小波响应来定位关键点的位置和方向。
Haar小波是一种多尺度基函数，它能够识别出图像中的边缘和纹理特征。
Surf算法利用Haar小波响应来定位出关键点的具体位置和方向，以便后续的特征描述步骤。
4. 特征描述：在完成关键点定位后，Surf算法会对每个关键点进行描述，以便后续的特征匹配。
Surf算法使用了一种叫做加速权重积分（Fast Hessian）的方法来生成特征描述子。
特征描述子是一个向量，它能够描述关键点周围区域的结构和纹理信息。
Surf算法会通过计算关键点周围区域的灰度变化来生成特征描述子。
5. 特征点匹配：在完成特征描述后，Surf算法会使用一种叫做KD树的数据结构来进行特征点的匹配。
S U R F 算 法
特征点检测学习(surf算法)网上有些文章对surf做了介绍，比如：surf算法原理,有一些简单介绍.对surf的某些细节做了通俗易懂的解释.一、Surf描述子形成步骤1. 构造高斯金字塔尺度空间其实surf构造的金字塔图像与sift有很大不同，就是因为这些不同才加快了其检测的速度。
Sift采用的是DOG图像，而surf采用的是Hessian矩阵行列式近似值图像。
首先来看看图像中某个像素点的Hessian 矩阵，如下：即每一个像素点都可以求出一个Hessian矩阵。
但是由于我们的特征点需要具备尺度无关性，所以在进行Hessian矩阵构造前，需要对其进行高斯滤波。
这样，经过滤波后在进行Hessian的计算，其公式如下：公式中的符号，估计有点数学基础的朋友都能够猜到，这里就不多解释了。
最终我们要的是原图像的一个变换图像，因为我们要在这个变换图像上寻找特征点，然后将其位置反映射到原图中，例如在sift中，我们是在原图的DOG图上寻找特征点的。
那么在surf中，这个变换图是什么呢？从surf的众多资料来看，就是原图每个像素的Hessian矩阵行列式的近似值构成的。
其行列式近似公式如下：由于求Hessian时要先高斯平滑，然后求二阶导数，这在离散的像素点是用模板卷积形成的，这2中操作合在一起用一个模板代替就可以了，比如说y方向上的模板如下：该图的左边即用高斯平滑然后在y方向上求二阶导数的模板，为了加快运算用了近似处理，其处理结果如右图所示，这样就简化了很多。
并且右图可以采用积分图来运算，大大的加快了速度，关于积分图的介绍，可以去查阅相关的资料。
同理，x和y方向的二阶混合偏导模板如下所示：上面讲的这么多只是得到了一张近似hessian行列式图，这例比sift中的DOG图，但是在金字塔图像中分为很多层，每一层叫做一个octave，每一个octave中又有几张尺度不同的图片。
在sift算法中，同一个octave层中的图片尺寸(即大小)相同，但是尺度(即模糊程度)不同，而不同的octave层中的图片尺寸大小也不相同，因为它是由上一层图片降采样得到的。
S U R F 算 法
SURF算法详解Speeded Up Robust Features（SURF，加速稳健特征）一．积分图像什么是积分图像积分图像是输入的灰度图像经过一种像素间的累加运算得到种新的图像媒介。
对于一幅灰度的图像，积分图像中的任意一点（x,y）的值是指从图像的左上角到这个点的所构成的矩形区域内所有的点的灰度值之和积分图像的作用积分图像是SURF算法减小计算量的关键，从SIFT到SURF算法的性能提升很大程度归功于积分图像的使用积分图像与原始图像的关系a.相同点：积分图像与原始图像的尺寸相同，积分图像中每个位置坐标与原始灰度图像的像素坐标相对应。
b.不同点：不同的是，在原始图像采用灰度图像的情况下，灰度图像每个像素使用8bit表示，而积分图像由于像素的累加运算，或者由于图像尺度的变化，积分图像中每个像素位宽将会需要积分的像素尾款来表示如何得到积分图像a.积分像素值1.坐标系的建立对于一幅原始的灰度图像，以图像中的第一个像素位置作为坐标原点，向右为轴正向，向下为轴正向建立坐标系。
2.积分像素值的确定将任意像素与坐标原点之间围成的矩形区域内所有像素值相加得到一个新的值，在这里我们把它定义为积分像素值。
b.积分图像的确定原始图像中每个像素经过运算都会得到新的积分像素值，最终构成一幅新的积分图像。
c.积分图像的作用有了积分图像的概念，在原始图像中我们可以计算任意矩形区域内的像素之和。
这种运算方式有效的减少了运算量，因为矩形的面积大小不会影响到运算量。
任意矩形内的像素累加只需要使用矩形四个顶角位置的积分像素值进行加减运算即可得到。
如果要计算矩形内的所有像素的累加值只需要再积分图像中找到对应，，，四个位置的积分像素的值进行加减运算：二．Hessian矩阵0.与SIFT算法对比a. SIFT算法采用的是DoG图像，而SURF采用的是Hessian矩阵行列式近似值图像b. SIFT算法中使用高斯差分对、和进行近似估计，使用、和函数代替高斯拉普拉斯函数，即Hessian矩阵通过高斯差分后得到近似估计的Hessian矩阵高斯函数的高阶微分与离散的图像函数做卷积运算时相当于使用高斯滤波模板对图像做滤波处理其行列式为a.图像中某个像素点Hessian矩阵即每一个像素点都可以求出一个Hessian矩阵。
图像匹配点对的检测方法
图像匹配点对的检测方法图像匹配在计算机视觉领域中起着重要的作用，它可以用于目标跟踪、图像识别、三维重建等各种应用。
而图像匹配的关键在于确定图像中的对应点对，即找到两个图像中具有相似语义的特征点。
本文将介绍几种常用的图像匹配点对的检测方法。
一、SIFT算法SIFT（Scale Invariant Feature Transform）算法是一种图像特征提取算法，广泛应用于图像匹配之中。
该算法的主要思想是通过检测图像中的尺度不变特征点，并对这些特征点进行描述。
在对比两幅图像时，可以通过比较这些特征点的描述子来确定图像中的对应点对。
SIFT算法的具体过程如下：1. 尺度空间构建：通过高斯金字塔构建每组不同尺度的图像。
2. 尺度不变特征点检测：在每个尺度上，通过DoG（Difference of Gaussian）算法检测特征点。
3. 方向分配：为每个特征点分配主方向，使得特征点具有旋转不变性。
4. 特征描述：根据特征点的主方向，计算其周围像素的梯度直方图，生成特征描述子。
二、SURF算法SURF（Speeded-Up Robust Features）算法是对SIFT算法的改进和优化。
该算法通过使用积分图像来加速特征点检测和描述子计算的过程，提高了算法的实时性和稳定性。
SURF算法的具体过程如下：1. 尺度空间构建：通过使用高斯滤波器构建图像的尺度空间金字塔。
2. 特征点检测：在每个尺度上，通过Hessian矩阵的行列式来检测特征点。
3. 特征点定位：通过非极大值抑制和阈值判定，选取具有较大响应的特征点。
4. 主方向分配：为每个特征点分配主方向，使得特征点具有旋转不变性。
5. 特征描述：根据特征点的主方向，在其周围的区域计算特征描述子。
三、ORB算法ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）算法是一种具备旋转不变性和计算效率的图像特征描述算法。
该算法结合了FAST角点检测算法和BRIEF描述算法，可以快速且准确地进行特征点检测和描述。
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一、原理：
Sift算法的优点是特征稳定，对旋转、尺度变换、亮度保持不变性，对视角变换、噪声也有一定程度的稳定性；缺点是实时性不高，并且对于边缘光滑目标的特征点提取能力较弱。
Surf（Speeded Up Robust Features）改进了特征的提取和描述方式，用一种更为高效的方式完成特征的提取和描述。
二、Surf实现流程如下：
1. 构建Hessian（黑塞矩阵），生成所有的兴趣点，用于特征的提取
黑塞矩阵（Hessian Matrix）是一个多元函数的二阶偏导数构成的方阵，描述了函数的局部曲率。
由德国数学家Ludwin Otto Hessian于19世纪提出。
surf构造的金字塔图像与sift有很大不同，Sift采用的是DOG图像，而surf采用的是Hessian矩阵行列式近似值图像。
Hessian矩阵是Surf算法的核心，构建Hessian矩阵的目的是为了生成图像稳定的边缘点（突变点），为下文的特征提取做好基础。
每一个像素点都可以求出一个Hessian矩阵。
Hessian矩阵的判别式为：
当Hessian矩阵的判别式取得局部极大值时，判定当前点是比周围邻域内其他点更亮或更暗的点，由此来定位关键点的位置。
在SURF算法中，图像像素l(x，y)即为函数值f(x，y)。
但是由于我们的特征点需要具备尺度无关性，所以在进行Hessian 矩阵构造前，需要对其进行高斯滤波，选用二阶标准高斯函数作为滤波器。
通过特定核间的卷积计算二阶偏导数。
通过特定核间的卷积计算二阶偏导数，这样便能计算出H矩阵的三个矩阵元素L_xx, L_xy, L_yy从而计算出H矩阵：
由于高斯核是服从正态分布的，从中心点往外，系数越来越低，为了提高运算速度，Surf使用了盒式滤波器来近似替代高斯滤波器，提高运算速度。
盒式滤波器（Boxfilter）对图像的滤波转化成计算图像上不同区域间像素和的加减运算问题，只需要简单几次查找积分图就可以完成。
每个像素的Hessian矩阵行列式的近似值：
在Dxy上乘了一个加权系数0.9，目的是为了平衡因使用盒式滤波器近似所带来的误差：
2. 构建尺度空间
同Sift一样，Surf的尺度空间也是由O组L层组成，不同的是，Sift中下一组图像的尺寸是上一组的一半，同一组间图像尺寸一样，但是所使用的高斯模糊系数逐渐增大；而在Surf中，不同组间图像的尺寸都是一致的，但不同组间使用的
盒式滤波器的模板尺寸逐渐增大，同一组间不同层间使用相同尺寸的滤波器，但是滤波器的模糊系数逐渐增大。
3. 特征点定位
特征点的定位过程Surf和Sift保持一致，将经过Hessian矩阵处理的每个像素点与二维图像空间和尺度空间邻域内的26个点进行比较，初步定位出关键点，再经过滤除能量比较弱的关键点以及错误定位的关键点，筛选出最终的稳定的特征点。
4. 特征点主方向分配
Sift特征点方向分配是采用在特征点邻域内统计其梯度直方图，而在Surf中，采用的是统计特征点圆形邻域内的harr 小波特征。
在特征点的圆形邻域内，统计60度扇形内所有点的水平、垂直harr小波特征总和，然后扇形以一定间隔进行旋转并再
次统计该区域内harr小波特征值之后，最后将值最大的那个扇形的方向作为该特征点的主方向。
5. 生成特征点描述子
在Sift中，是取特征点周围44个区域块，统计每小块内8个梯度方向，用着448=128维向量作为Sift特征的描述子。
Surf算法中，也是在特征点周围取一个44的矩形区域块，但是所取得矩形区域方向是沿着特征点的主方向。
每个子区域统计25个像素的水平方向和垂直方向的haar小波特征，这里的水平和垂直方向都是相对主方向而言的。
该haar小波特征为水平方向值之后、垂直方向值之后、水平方向绝对值之后以及垂直方向绝对值之和4个方向。
把这4个值作为每个子块区域的特征向量，所以一共有444=64维向量作为Surf特征的描述子，比Sift特征的描述子减少了一半。
6. 特征点匹配
与Sift特征点匹配类似，Surf也是通过计算两个特征点间的欧式距离来确定匹配度，欧氏距离越短，代表两个特征点的匹配度越好。
不同的是Surf还加入了Hessian矩阵迹的判断，如果两个特征点的矩阵迹正负号相同，代表这两个特征具有相同方向上的对比度变化，如果不同，说明这两个特征点的对比度变化方向是相反的，即使欧氏距离为0，也直接予以排除。