特性提取和定位算法

特性提取和定位算法主要內(nèi)容

特征的提取?特征點(diǎn)的提取算法?特線的檢測方法特征的定位算法特性提取和定位算法點(diǎn)特征提取算法點(diǎn)特征主要指明顯點(diǎn)，提取點(diǎn)特征的算子稱為興趣算子或有利算子特性提取和定位算法點(diǎn)特征的灰度特征特性提取和定位算法Moravec算子

Moravec于1977年提出利用灰度方差提取點(diǎn)特征的算子

rc特性提取和定位算法（1）計(jì)算各像元的興趣值IV特性提取和定位算法（2）給定一經(jīng)驗(yàn)閾值，將興趣值大于閾值的點(diǎn)作為候選點(diǎn)。確定窗口大小特性提取和定位算法

綜上所述，Moravec算子是在四個主要方向上，選擇具有最大――最小灰度方差的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。（3）選取候選點(diǎn)中的極值點(diǎn)作為特征點(diǎn)。特性提取和定位算法Forstner算子

計(jì)算各像素的Robert’s梯度和像素（c，r）為中心的一個窗口的灰度協(xié)方差矩陣，在影像中尋找具有盡可能小而接近圓的誤差橢圓的點(diǎn)作為特征點(diǎn)。特性提取和定位算法（l）計(jì)算各像素的Robert’s梯度Forstner算子步驟特性提取和定位算法（2）計(jì)算ll（如55或更大）窗口中灰度的協(xié)方差矩陣特性提取和定位算法（3）計(jì)算興趣值q與w

DetN代表矩陣N之行列式trN代表矩陣N之跡特性提取和定位算法

(4）確定待選點(diǎn)當(dāng)同時，該像元為待選點(diǎn)（5）選取極值點(diǎn)

即在一個適當(dāng)窗口中選擇最大的待選點(diǎn)特性提取和定位算法線特征提取算子

線特征是指影像的“邊緣”與“線”“邊緣”可定義為影像局部區(qū)域特征不相同的那些區(qū)域間的分界線，而“線”則可以認(rèn)為是具有很小寬度的其中間區(qū)域具有相同的影像特征的邊緣對常用方法有差分算子、拉普拉斯算手、LOG算子等特性提取和定位算法房屋的提取特性提取和定位算法道路的提取特性提取和定位算法線的灰度特征特性提取和定位算法一、微分算子1．梯度算子特性提取和定位算法差分算子對于一給定的閾值T，當(dāng)時，則認(rèn)為像素（i，j）是邊緣上的點(diǎn)。

近似-11-11特性提取和定位算法Roberts梯度算子-11-11特性提取和定位算法方向差分算子

直線與邊緣的方向特性提取和定位算法

Sobel算子考察它上下、左右鄰點(diǎn)灰度的加權(quán)差。與之接近的鄰點(diǎn)的權(quán)大：i,j特性提取和定位算法-101-101-101-1-1-1000111Prewitt算子與Sobel算子-101-202-101-1-21-101-121加大模扳抑制噪聲Prewitt算子Sobel算子特性提取和定位算法二階差分算子1．方向二階差分算子i,ji,j特性提取和定位算法方向二階差分算子i,j特性提取和定位算法拉普拉斯算子（Laplace）i,j特性提取和定位算法拉普拉斯算子（Laplace）卷積核掩膜

取其符號變化的點(diǎn)，即通過零的點(diǎn)為邊緣點(diǎn)，因此通常也稱其為零交叉（zero-Crossing）點(diǎn)

特性提取和定位算法高斯一拉普拉斯算子（LOG）

首先用高斯函數(shù)先進(jìn)行低通濾波，然后利用拉普拉斯算子進(jìn)行高通濾波并提取零交叉點(diǎn)，高斯函數(shù)低通濾波邊緣提取特性提取和定位算法高斯一拉普拉斯算子（LOG）

LOG算子以為卷積核，對原灰度函數(shù)進(jìn)行卷積運(yùn)算后提取零交叉點(diǎn)為邊緣

特性提取和定位算法Sobel邊緣檢測算子比較結(jié)果特性提取和定位算法RobertsPrewitt特性提取和定位算法Hough變換

用于檢測圖像中直線、圓、拋物線、橢圓等

圖像空間特性提取和定位算法對于影像空間直線上任一點(diǎn)(x，y）變換將其映射到參數(shù)空間(，)的一條正弦曲線上特性提取和定位算法圖像空間參數(shù)空間正弦曲線共線映射正弦曲線特性提取和定位算法Hough變換步驟

對影像進(jìn)行預(yù)處理提取特征并計(jì)算其梯度方向.將(，)參數(shù)平面量化，設(shè)置二維累計(jì)矩陣H(i，j).邊緣細(xì)化，即在邊緣點(diǎn)的梯度方向上保留極值點(diǎn)而剔除那些非極值點(diǎn).對每一邊緣點(diǎn)，以其梯度方向?yàn)橹行?，設(shè)置一小區(qū)間[-o，+o].特性提取和定位算法（，）取累計(jì)矩陣中備選點(diǎn)中的極大值點(diǎn)為所需的峰值點(diǎn)，即所檢測直線的參數(shù)。Hough變換

對累計(jì)矩陣進(jìn)行閾值檢測，將大于閾值的點(diǎn)作為備選點(diǎn).特性提取和定位算法定位算子

數(shù)字影像上明顯目標(biāo)主要是指地面上明顯地物在影像上的反映，或者是數(shù)字影像自身的明顯標(biāo)志，例如道路、河流的交叉口、田角、房角、建筑物上的明顯標(biāo)志、影像四角上的框標(biāo)、地面人工標(biāo)志點(diǎn)等等特性提取和定位算法Wong-Trinder園點(diǎn)定位算子

利用二值圖像重心對圓點(diǎn)進(jìn)行定位.利用閾值T＝（最小灰度值十平均灰度值）/2將窗口中的影像二值化.計(jì)算目標(biāo)重心坐標(biāo)（x，y）與園度r.特性提取和定位算法內(nèi)定向特性提取和定位算法p＋q階原點(diǎn)矩與中心矩

Wong-Trinder園點(diǎn)定位算子

當(dāng)r小于閾值時，目標(biāo)不是園；否則園心為（x，y）

特性提取和定位算法Trinder改進(jìn)算子算子受二值化影響，誤差可達(dá)像素。

定位精度可達(dá)像素，這種算法只對圓點(diǎn)定位

原始灰度特性提取和定位算法Forstner定位算子

Forstner定位算子是攝影測量界著名的定位算子最佳窗口由Forstner特征提取算子確定以原點(diǎn)到窗口內(nèi)邊緣直線的距離為觀測值，梯度模之平方為權(quán)，在點(diǎn)(x,y)處可列誤差方程：特性提取和定位算法Forstner定位算子

最佳窗口選擇

最佳窗口內(nèi)加權(quán)重心化

窗口內(nèi)像元的加權(quán)重心特性提取和定位算法高精度角點(diǎn)與直線定位算子

梯度算子的誤差隨機(jī)誤差

Roberts梯度

梯度方向代替直線方向存在不容忽視的模型誤差，Hough變換等使用梯度方向的方法不可能達(dá)到很高的精度。特性提取和定位算法數(shù)學(xué)模型高精度角點(diǎn)與直線定位算子

一維邊緣的成像為刀刃曲線線擴(kuò)散函數(shù)

影像的梯度

線性化誤差方程

特性提取和定位算法其中

該平差模型不采用梯度的方向，而是采用梯度的模為觀測值

高精度角點(diǎn)與直線定位算子

a0,k0,0與0為參數(shù)的近似值特性提取和定位算法Roberts梯度

高精度角點(diǎn)與直線定位算子

誤差

單位權(quán)中誤差為

噪聲誤差

特性提取和定位算法初值