Harris角點(diǎn)檢測(cè)課件

1、HarrisHarris角點(diǎn)檢測(cè)角點(diǎn)檢測(cè)2014.1.14特征特征提取提取圖像特征局部特征全局特征方差.顏色直方圖局部特征最初的研究是從角點(diǎn)開(kāi)始的本質(zhì)區(qū)別：特征提取的空間范圍不同邊緣點(diǎn)拐點(diǎn).角點(diǎn)角點(diǎn)角點(diǎn)局部窗口沿各方向移動(dòng)，均產(chǎn)生明顯變化的點(diǎn)圖像局部曲率突變的點(diǎn)角點(diǎn)檢測(cè)角點(diǎn)檢測(cè)好的角點(diǎn)檢測(cè)算法需具備以下幾點(diǎn)：檢測(cè)出圖像中“真實(shí)的角點(diǎn)”；準(zhǔn)確的定位功能；很高的重復(fù)檢測(cè)率（穩(wěn)定性好）；具有對(duì)噪聲的魯棒性；具有較高的計(jì)算效率；Harris角點(diǎn)檢測(cè)平坦區(qū)域：任意方向移動(dòng)無(wú)灰度變化邊緣：沿著邊緣方向移動(dòng)無(wú)灰度變化角點(diǎn)：沿任意方向移動(dòng)灰度明顯變化Harris角點(diǎn)檢測(cè) 2,),(yxIvyuxIyxwvuE

2、yx高斯窗口(x,y)移動(dòng)(u,v)后的灰度值(x,y)處的灰度值將圖像窗口平移u,v產(chǎn)生灰度變化E(u,v)Harris角點(diǎn)檢測(cè)22,vuOvIuIyxIvyuxIyx222,vuOvIuIyxwvuEyxyxvuIIIIIIvuvIuIyyxyxxyx222因?yàn)樗杂謭D像在x方向的曲率圖像在y方向的曲率誤差項(xiàng)Harris角點(diǎn)檢測(cè)vuMvuvuE,其中M是 22 矩陣，可由圖像的導(dǎo)數(shù)求得:22,yyxyxxyxIIIIIIyxwM于是對(duì)于局部微小的移動(dòng)量 u,v，可以近似得到下面的表達(dá):對(duì)于矩陣M,將其對(duì)角化后，特征值1、2分別代表了x和y方向的灰度變化率。2100MHarris角點(diǎn)檢測(cè)“E

3、dge” 1 221Edge 2 1Corner1 和 2 都較大且數(shù)值相當(dāng) 1 2;圖像窗口在所有方向上移動(dòng)都產(chǎn)生明顯灰度變化Edge1 2Flat0021如果1 和 2 都很小，圖像窗口在所有方向上移動(dòng)都無(wú)明顯灰度變化通過(guò)M的兩個(gè)特征值的大小對(duì)圖像點(diǎn)進(jìn)行分類:Harris角點(diǎn)檢測(cè)定義角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù)R(k empirical constant, k = 0.04-0.06)2dettrMkMR21detM21trMHarris角點(diǎn)檢測(cè)“Edge” 1 221EdgeR0Flat|R| smallEdgeR threshold當(dāng)大于時(shí)，則定義為角點(diǎn)，最后對(duì)所有提取出的角點(diǎn)進(jìn)行非極大值抑制，提取R的局部極大值。Harris角點(diǎn)的性質(zhì)1.旋轉(zhuǎn)不變性：角點(diǎn)響應(yīng)函數(shù) R對(duì)于圖像的旋轉(zhuǎn)具有不變性Harris角點(diǎn)的性質(zhì)2.對(duì)于圖像灰度的變化具有部分的不變性 只使用了圖像導(dǎo)數(shù) = 對(duì)于灰度平移變化不變: I I + bRx (image coordinate)閾值Rx (image coordinate) 對(duì)于圖像灰度的尺度變化: I a IHarris角點(diǎn)的性質(zhì)3.對(duì)于圖像幾何尺度變化不具有不變性： 邊緣點(diǎn)角點(diǎn)角點(diǎn)總結(jié)總結(jié)vuMvuvuE,2dettrMkMR1.沿方向 u,v的平均灰度變化可以表達(dá)成以下形式：2.使用M的特征值表達(dá)圖像點(diǎn)局部灰度變化的情況