关于图像处理中特征点描述算子的一点总结

关于图像处理中特征点描述算子的一点总结

1.SIFt算子SIFT算子是David

G Lowe在2004提出的,即尺度不变特征变换(Scale

Invariant Feature Transform)。它是以尺度空间的构造为基础的局部特征描述算子,对于图像的缩放、旋转和放射变换等具有不变性。SIFT算子在构建好的尺度空间的基础上搜索尺度空间中的极值点(特征点),然后确定极值点的尺度信息以及位置,再确定极值点的方向(其邻域梯度的主方向),最终可以得到具有鲁棒性的128维(4*4*8)的特征描述子。

2.surf特征

SURF

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Roman";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";

mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">(Speed-Up

Robust Features

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"Times New Roman";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";mso-font-kerning:0pt;

mso-ansi-language:FR">)算子

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">选取图像在尺度空间上的极值点作为候选特征点。与SIFT

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">算子不同的是SURF

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">算子采用Hessian

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Roman";mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">矩阵行列式近似值来构造金字塔。提取SURF

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">特征点需要4

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">个步骤:提取SURF

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">特征,对于特征点进行定位,赋予主方向,生成特征点描述符。

3. BRIEF特征

BRIEF

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">特征(binary

robust independent

elementary features)

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Roman";mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">在2010

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Roman";mso-bidi-font-family:"Times New Roman";

mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">年提出来的,他采用二进制字符串作为特征点描述符,因而在速度和性能上都有着卓越的表现。其主要思路是:在特征点附近随机的选取若干点对,将这些点对的灰度值大小组合成一个长为256

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">的二进制字串,并将这个二进制字串作为该特征点的特征描述子。由于其描述子利用二进制(“0”

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">和“1”

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">)编码,因此在特征匹配时只需计算2

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mso-font-kerning:0pt;mso-ansi-language:FR">个特征点描述子的Hamming

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hog特征的原理

hog特征的原理

hog特征的原理

HOG特征是一种常用的图像特征提取方法,它可以用来描述图像中的形状和纹理信息。HOG特征全称为Histogram of Oriented

Gradients,即梯度方向直方图。它是通过计算图像中每个像素点的梯度方向,并统计每个方向上的梯度强度来得到的。

HOG特征的原理是基于人类视觉系统的一种假设,即人类视觉系统对边缘和纹理的感知较为敏感。因此,通过提取图像中的边缘和纹理信息,可以较好地描述图像的特征。

HOG特征的计算过程如下:

1. 图像预处理:首先,需要对图像进行预处理,包括图像的灰度化、归一化等操作。这是为了简化计算,并降低光照、阴影等因素对特征提取的影响。

2. 计算梯度:接下来,需要计算图像中每个像素点的梯度信息。一般使用Sobel算子或Laplacian算子来计算图像的梯度。梯度的大小表示了像素点的强度,梯度的方向表示了像素点的纹理信息。

3. 划分图像区域:将图像划分为若干个小的局部区域,称为细胞单元。每个细胞单元内包含了多个像素点的梯度信息。

4. 构建梯度直方图:对于每个细胞单元,统计其内部像素点的梯度方向,并将其划分到相应的方向区间中。可以选择8个或12个方向区间,分别表示0度到180度或0度到360度。

5. 归一化梯度直方图:为了降低光照、阴影等因素对特征提取的影响,需要对梯度直方图进行归一化处理。常用的方法是对每个细胞单元内的梯度直方图进行L2范数归一化。

6. 连接细胞单元:将相邻的细胞单元连接起来,形成一个大的特征向量。这样可以更好地描述整个图像的纹理和形状信息。

7. 特征分类:最后,可以将提取到的HOG特征用于图像分类、目标检测等任务中。常用的分类器包括支持向量机(SVM)、神经网络等。

HOG特征的优点在于它对图像的光照、阴影等因素不敏感,可以较好地描述图像中的纹理和形状信息。同时,HOG特征的计算相对简单,计算速度较快,适用于实时处理的场景。

halcon两点生成直线的算子

halcon两点生成直线的算子

在机器视觉领域,Halcon软件是一个广泛应用的工具,它提供了许多强大的算子来处理图像。其中,两点生成直线的算子是Halcon中的一个重要功能,它可以根据给定的两个点,快速准确地生成一条直线。本文将深入探讨这一算子的工作原理、应用场景和个人观点。

一、算子原理

在Halcon中,两点生成直线的算子主要使用两个点的坐标作为输入,然后通过数学计算得到过这两个点的直线方程。具体来说,算子使用两点式直线方程进行计算,该方程可以表示为:

(y - y1)/(y2 - y1) = (x - x1)/(x2 - x1)

其中,(x1, y1)和(x2, y2)为输入的两个点的坐标。通过这个方程,Halcon可以快速有效地生成直线,并在图像中进行标记和分析。

二、应用场景

两点生成直线的算子在实际的图像处理中有着广泛的应用场景,比如机器人视觉系统、自动化检测系统等。通过该算子,可以快速准确地提取图像中的直线特征,为后续的图像分析和处理提供有力支持。

个人观点和理解

在我看来,两点生成直线的算子是Halcon软件中非常实用的功能之一。它为我们在图像处理过程中提取直线特征提供了便利,减少了繁琐的计算和不必要的时间开销。该算子的精准度和稳定性也让人印象深刻,使得我们在实际应用中能够更加放心地使用。

总结

通过本文的介绍,我们深入了解了Halcon软件中两点生成直线的算子的原理和应用场景。该算子的高效性和准确性使其成为图像处理中不可或缺的利器,为我们提供了便利和支持。希望本文的内容能够帮助读者更好地理解和使用这一功能。

以上是全面评估和撰写的文章内容,希望对您有所帮助。

三、算子的工作原理

在Halcon软件中,两点生成直线的算子实际上是基于数学原理来进行计算和生成直线的。通过输入的两个点的坐标,算子可以快速地利用两点式直线方程来计算生成一条直线。这个方程可以帮助我们准确地得到一条经过指定两个点的直线,在图像处理中具有非常重要的作用。

图像处理基础知识总结

图像处理基础知识总结

图像处理基础知识总结

在当今数字化的时代,图像处理已经成为了一项至关重要的技术。从我们日常使用的手机拍照,到医疗诊断中的影像分析,再到电影特效的制作,图像处理无处不在。那么,什么是图像处理?它又包含哪些基础知识呢?接下来,就让我们一起走进图像处理的世界。

一、图像的基本概念

图像,简单来说,就是对客观世界的一种视觉表达。它可以是一张照片、一幅绘画,或者是通过计算机生成的图形。图像可以分为两类:位图和矢量图。

位图,也称为点阵图,是由一个个像素点组成的。每个像素点都有自己的颜色和亮度信息。位图的优点是能够表现出丰富的色彩和细节,但缺点是在放大时会出现锯齿和模糊的现象。

矢量图则是通过数学公式来描述图像的。它由线条、曲线和几何形状组成。矢量图的优点是无论放大或缩小多少倍,图像都能保持清晰和锐利,但它在表现复杂的色彩和细节方面相对较弱。

二、图像的颜色模式

颜色是图像中非常重要的一个元素。常见的颜色模式有 RGB 模式、CMYK 模式和灰度模式等。 RGB 模式是我们在电子设备中最常见的颜色模式。它通过红(Red)、绿(Green)、蓝(Blue)三种颜色的不同比例混合来产生各种颜色。在 RGB 模式中,每种颜色的取值范围是 0 到 255,当三种颜色都为 0 时,得到黑色;当三种颜色都为 255 时,得到白色。

CMYK 模式主要用于印刷行业。它由青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)和黑(Black)四种颜色组成。通过这四种颜色的不同比例混合,可以印刷出各种颜色的图像。

灰度模式则只有黑白灰三种颜色,每个像素点用一个 8 位的数值来表示其亮度,0 表示黑色,255 表示白色,中间的数值表示不同程度的灰色。

三、图像的分辨率

分辨率是衡量图像清晰度的一个重要指标。它通常表示为每英寸的像素点数(PPI)。分辨率越高,图像越清晰,细节越丰富,但同时文件也会越大。

例如,我们常见的 72PPI 适用于在屏幕上显示的图像,而 300PPI

halcon提取圆的算子

halcon提取圆的算子

halcon提取圆的算子

摘要:

1.引言

2.什么是Halcon

3.Halcon提取圆的算子介绍

4.算子的使用方法

5.总结

正文:

Halcon是一种常用的机器视觉开发软件,它提供了丰富的图像处理和分析功能。在Halcon中,提取圆是一种常见的图像处理任务,可以用于检测圆形物体或者进行圆形特征的分析。为了实现这一功能,Halcon提供了一些专门的算子,下面我们将详细介绍这些算子。

一、什么是Halcon

Halcon是由德国MvTec公司开发的一款高性能的机器视觉软件,广泛应用于工业自动化、医疗影像、交通运输、物流等领域。Halcon支持多种操作系统,如Windows、Linux和VxWorks等,并提供了丰富的图像处理功能,包括图像读取、显示、滤波、增强、分割、识别等。

二、Halcon提取圆的算子介绍

在Halcon中,有多个算子可以用于提取圆,这些算子主要分为以下几类:

1.基于边缘检测的圆提取算子:如Circle_Edge_Detect、Circle_Hough等。这类算子首先检测图像中的边缘,然后根据边缘的分布和特性来识别圆。

2.基于拉普拉斯变换的圆提取算子:如Circle_Laplace、Circle_Laplace_Bright等。这类算子利用拉普拉斯变换将图像中的圆特征提取出来,从而实现圆的检测。

3.基于霍夫变换的圆提取算子:如Circle_Hough、Circle_Hough_Radial等。这类算子利用霍夫变换在图像中寻找圆的边缘,从而实现圆的检测。

4.基于梯度幅值和方向的圆提取算子:如Circle_Gradient、Circle_Gradient_Dir等。这类算子根据图像中像素点的梯度幅值和方向来判断其是否为圆的一部分。

三、算子的使用方法

以Circle_Edge_Detect算子为例,介绍如何使用这些算子提取圆:

1.打开Halcon软件,导入待处理的图像。

halcon几何定位+仿射变换算子总结

halcon几何定位+仿射变换算子总结

一、概述

Halcon是一款强大的机器视觉软件,其几何定位和仿射变换算子在工业自动化和图像处理领域有着重要的应用。本文将对Halcon中的几何定位和仿射变换算子进行总结和讨论,希望能为相关领域的研究者和从业人员提供一些帮助。

二、Halcon几何定位算子

1. 几何定位的基本原理

几何定位是指在图像处理中找到物体的几何位置和姿态的过程。Halcon提供了一系列用于几何定位的算子,如find_shape_model、find_scaled_shape_model、find_line和find_circle等。这些算子可以用于在图像中查找特定形状的物体,并确定其位置和旋转角度。

2. 几何定位算子的使用方法

在使用Halcon进行几何定位时,首先需要提供一个模板图像或者基准对象的特征描述,然后利用相应的算子在目标图像中进行匹配,最终得到物体的位置和姿态信息。其中,find_shape_model和find_scaled_shape_model算子适用于查找具有特定形状和尺寸的物体,而find_line和find_circle算子则可以用于检测直线和圆圈等基本几何形状。

3. 几何定位算子的优缺点

Halcon的几何定位算子具有高精度、高鲁棒性和良好的实时性等优点,可以应用于工业自动化领域中的物体检测和定位任务。但是,对于光照变化大或者物体表面纹理复杂的情况,其准确性可能会受到一定程度的影响。

三、Halcon仿射变换算子

1. 仿射变换的基本原理

仿射变换是指在二维空间中对图像进行平移、旋转、缩放和错切等操作的线性变换过程。Halcon提供了一系列用于仿射变换的算子,如affine_trans_image、hom_mat2d_identity、hom_mat2d_translate和hom_mat2d_rotate等。这些算子可以用于对图像进行各种仿射变换操作。

2. 仿射变换算子的使用方法

在使用Halcon进行仿射变换时,首先需要构造一个仿射变换矩阵,然后利用相应的算子对图像进行变换。其中,affine_trans_image算子可以实现平移、旋转和缩放等仿射变换操作,hom_mat2d_identity和hom_mat2d_translate算子用于构造平移变换矩阵,hom_mat2d_rotate算子用于构造旋转变换矩阵。

医学图像处理中的图像配准方法使用技巧分析

医学图像处理中的图像配准方法使用技巧分析

医学图像处理中的图像配准方法使用技巧分析

在医学图像处理中,图像配准是一项非常重要的技术。图像配准可以将不同时间、不同模态或不同患者的图像进行对齐,以便进行比较、分析和提取有用的信息。本文将分析医学图像处理中常用的图像配准方法,并提供一些使用技巧。

1. 直接法配准技术

直接法配准技术是一种基于图像亮度信息的方法。常见的直接法配准技术包括归一化互相关(Normalized Cross-Correlation, NCC)和互信息(Mutual Information, MI)。

NCC是一种简单直接的相似性度量方法,它通过计算两幅图像之间的互相关系数来判断它们的相似度。具体来说,NCC通过将两幅图像分别减去它们的均值并除以它们的标准差,然后计算两幅图像的互相关系数来评估它们的相似度。NCC方法简单快速,适用于配准任务中的大多数情况。 MI则是一种基于图像统计学的方法,它通过计算两幅图像在像素值分布上的相似度来判断它们的相似度。MI方法不仅考虑了图像亮度信息,还考虑了图像的空间关系。MI方法适用于医学图像中的多模态图像配准,具有较好的适应性和准确性。

在使用直接法配准技术时,需要注意以下几个技巧:

- 预处理:在进行图像配准之前,应进行必要的预处理操作,例如去除噪声、平滑图像等。

- 参数选择:直接法配准技术通常需要设置一些参数,如窗口大小、平滑系数等。合理选择参数可以提高配准的准确性和鲁棒性。

- 评估准则:在进行图像配准时,应选择合适的评估准则来评估配准结果的质量。常用的评估准则包括均方误差

(Mean Squared Error, MSE)、结构相似性指数(Structural

Similarity Index, SSIM)等。

2. 特征法配准技术

特征法配准技术是一种基于图像特征的方法。常见的特征法配准技术有角点检测、边缘检测和特征点匹配。 角点检测是通过寻找图像中的角点来进行配准。角点是图像中一些明显的、稳定的、与图像几何变换不敏感的特征点。常用的角点检测算法包括Harris角点检测器、SIFT特征检测器等。

梯度算子的名词解释

梯度算子的名词解释

梯度算子,是一种在图像处理和计算机视觉领域中广泛使用的数学工具。它被用来表示图像中每个像素点的强度变化情况,从而为进一步的图像处理提供了重要的信息。

一、梯度的概念

梯度可以理解为一个向量,它包含了某个函数在每个点上的变化率和变化方向。在图像处理中,梯度表示了图像中像素强度的改变情况。

以二维图像为例,对于图像中的某个像素点,梯度可以用一个二维向量表示。这个向量的方向指向像素点周围变化最快的方向,大小表示强度变化的大小。通常情况下,我们用灰度图像进行处理,所以梯度向量的大小可以近似表示图像中的边缘强度。

二、梯度算子的引入

为了计算图像中的梯度,人们引入了不同的算子和滤波器。这些算子可以对图像进行卷积操作,从而得到图像中每个像素点的梯度信息。常用的梯度算子有Sobel算子、Prewitt算子和Laplacian算子等。

1. Sobel算子

Sobel算子是一种线性滤波器,它分别在水平和垂直方向上计算梯度。在计算过程中,Sobel算子采用了一个3x3的卷积核。对于水平方向梯度,卷积核的权重为[-1, 0, 1; -2, 0, 2; -1, 0, 1],而对于垂直方向梯度,卷积核的权重为[-1, -2, -1; 0, 0,

0; 1, 2, 1]。通过卷积操作,Sobel算子可以分别计算出水平和垂直方向上的梯度信息,从而得到整个图像的梯度。

2. Prewitt算子 Prewitt算子是另一种用于计算图像梯度的算子。它也采用了3x3的卷积核,但其权重分布不同于Sobel算子。Prewitt算子在水平和垂直方向上的卷积核权重分别为[-1, 0, 1; -1, 0, 1; -1, 0, 1]和[-1, -1, -1; 0, 0, 0; 1, 1, 1]。类似于Sobel算子,Prewitt算子可以得到图像中的水平和垂直方向上的梯度信息。

3. Laplacian算子

与Sobel算子和Prewitt算子不同,Laplacian算子是一种二阶的梯度算子,它能够更好地检测图像中的边缘。Laplacian算子的卷积核为[0, 1, 0; 1, -4, 1; 0, 1, 0]。通过与图像进行卷积操作,Laplacian算子可以得到每个像素点的梯度信息。

一种简化的SIFT图像特征点提取算法概要

收稿日期 :2007206226; 修回日期 :2007209207 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (60675028

作者简介 :高健 (19772 , 男 , 江苏南京人 , 博士研究生 , 主要研究方向为计算机视觉、 机器人视觉导航 (gaojianhust@126. com ; 黄心汉

(19462 , 男 , 湖北武汉人 , 教授 , 博导 , 主要研究方向为智能控制 、 信息融合 ;

彭刚 (19732 , 男 , 湖北武汉人 , 副教授 , 博士后 , 主要研究方向为嵌入式

系统 ; 王敏 (19542 , 女 , 湖北武汉人 , 教授 , 主要研究方向为模式识别 ; 吴祖玉

(19802 , 男 , 湖北天门人 , 博士研究生 , 主要研究方向为机器人定位与 地图构建 .

一种简化的 SI FT 图像特征点提取算法

3

高 健 , 黄心汉 , 彭 刚 , 王 敏 , 吴祖玉

(华中科技大学 控制科学与工程系 , 武汉 430074

摘 要 :针对目前尺度不变的图像特征点提取算法计算量较大 , 算法较复杂的问题 , 提出一种简化的 SI FT 图像 特征点提取算法。 此算法通过改变金字塔尺度空间的结构实现对 SI FT 特征点提取过程的简化 , 通过改变特征 点描述子的结构实现对特征向量计算的简化 , 验证明了该算法的有效性。

关键词 :特征点提取 ; 图像匹配 ; 中图分类号 :TP391 文献标志码 ::2203

point detecting method

G AO J ian, HUANG Xin 2han, PE NG Gang, WANG M in, WU Zu 2yu

(D ept . of Control Science &Engineering, Huazhong U niversity of Science

&Technology, W uhan 430074, China

关于图形图像处理实训报告总结【九篇】

关于图形图像处理实训报告总结【九篇】

实训报告总结:图形图像处理实训

图形图像处理实训是计算机科学与技术专业的基础课程之一。通过本次实训课程,我深入了解了图形图像处理的基本概念、方法和技术,并通过实际操作来提升了自己的实践能力。下面是对本次实训的九篇报告总结:

1. 实验一:图像读取与显示

本次实验主要是学习如何读取和显示图像,以及使用Matplotlib库进行图像展示。通过实验,我掌握了图像读取和显示的基本方法,并学会了基本的图像处理操作。

2. 实验二:图像的灰度变换

实验二主要是学习图像的灰度变换,包括线性变换和非线性变换。我学会了如何使用不同的灰度变换函数来调整图像的亮度和对比度,进一步提升图像的质量。

3. 实验三:图像的空间域滤波

本次实验主要是学习图像的空间域滤波技术,包括均值滤波、中值滤波和高斯滤波等。通过实验,我掌握了不同滤波方法的原理和实现方式,并学会了如何选择合适的滤波方法来降噪和模糊图像。

4. 实验四:图像的频域滤波

实验四主要是学习图像的频域滤波技术,包括傅里叶变换和频域滤波等。通过实验,我了解了傅里叶变换的原理和应用,并学会了如何使用频域滤波来实现图像的锐化和平滑。

5. 实验五:图像的形态学处理

本次实验主要是学习图像的形态学处理技术,包括腐蚀、膨胀、开运算和闭运算等。通过实验,我学会了如何使用形态学操作来改变图像的形状和结构,进一步改善图像的质量。

6. 实验六:图像的边缘检测

实验六主要是学习图像的边缘检测技术,包括Sobel算子、Laplacian算子和Canny算子等。通过实验,我了解了不同边缘检测方法的原理和应用,并学会了如何使用边缘检测来提取图像的轮廓和特征。

7. 实验七:图像的分割与聚类

本次实验主要是学习图像的分割与聚类技术,包括阈值分割、区域生长和K均值聚类等。通过实验,我掌握了不同分割与聚类方法的原理和应用,并学会了如何使用分割与聚类来识别和分析图像中的目标和区域。

图像的三大特征(转)

图像的三⼤特征(转)

原⽂

(⼀)HOG特征

1、HOG特征:

⽅向梯度直⽅图(Histogram of Oriented Gradient, HOG)特征是⼀种在计算机视觉和图像处理中⽤来进⾏物体检测的特征描述⼦。它通过

计算和统计图像局部区域的梯度⽅向直⽅图来构成特征。Hog特征结合 SVM分类器已经被⼴泛应⽤于图像识别中,尤其在⾏⼈检测中获得

了极⼤的成功。需要提醒的是,HOG+SVM进⾏⾏⼈检测的⽅法是法国研究⼈员Dalal 在2005的CVPR上提出的,⽽如今虽然有很多⾏⼈检

测算法不断提出,但基本都是以HOG+SVM的思路为主。

(1)主要思想:

在⼀副图像中,局部⽬标的表象和形状(appearance and shape)能够被梯度或边缘的⽅向密度分布很好地描述。(本质:梯度的统计信

息,⽽梯度主要存在于边缘的地⽅)。

(2)具体的实现⽅法是:

⾸先将图像分成⼩的连通区域,我们把它叫细胞单元。然后采集细胞单元中各像素点的梯度的或边缘的⽅向直⽅图。最后把这些直⽅图组合

起来就可以构成特征描述器。

(3)提⾼性能:

把这些局部直⽅图在图像的更⼤的范围内(我们把它叫区间或block)进⾏对⽐度归⼀化(contrast-normalized),所采⽤的⽅ 法是:先计

算各直⽅图在这个区间(block)中的密度,然后根据这个密度对区间中的各个细胞单元做归⼀化。通过这个归⼀化后,能对光照变化和阴

影获得更 好的效果。

(4)优点:

与其他的特征描述⽅法相⽐,HOG有很多优点。⾸先,由于HOG是在图像的局部⽅格单元上操作,所以它对图像⼏何的和光学的形变都能

保持很好的不 变性,这两种形变只会出现在更⼤的空间领域上。其次,在粗的空域抽样、精细的⽅向抽样以及较强的局部光学归⼀化等条件

下,只要⾏⼈⼤体上能够保持直⽴的姿 势,可以容许⾏⼈有⼀些细微的肢体动作,这些细微的动作可以被忽略⽽不影响检测效果。因此HOG特征是特别适合于做图像中的⼈体检测的。

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