哈里斯邊角偵測

哈里斯邊角偵測()是被廣泛運用在電腦視覺的角檢測演算法,主要是用於從影像中找出代表邊角的特徵點。最早是由Chris Harris和Mike Stephens在1988年所提出,在當時是莫拉維克邊角偵測器的改進版本

一般而言,哈里斯邊角偵測演算法可以分成下列幾個步驟:

彩色影像轉換成灰階影像

空間微分的計算

建構結構張量

計算哈里斯響應

非極大值抑制

彩色影像轉換成灰階影像
如果輸入是一張彩色影像,第一步便是轉換成灰階影像,可以加快處理速度

空間微分的計算
第二步是計算整張圖的 I_x( x, y), I_y( x, y) 。

建構結構張量
有了 I_x( x, y), I_y( x, y) 的資訊後,我們便可以建構結構張量 M 。

計算哈里斯響應
在這一步,我們會運用下列的近似的式子來計算結構張量矩陣的最小的特徵值:

\lambda _{min} \approx \frac{ \lambda _1 \lambda _2} {(\lambda _1+\lambda _2)} = \frac{det(M)} {trace(M)}

trace(M) = m_{11} + m_{22}

另外一種常見的哈里斯響應是

R = det(M) - k(trace(M))^2 = \lambda _1 \lambda _2 - k (\lambda _1 + \lambda _2)^2

而k是一個由經驗所訂出來的常數, k \in [0.04, 0.06] 。

非極大值抑制
由於只靠前面的步驟選出的特徵點很可能會在一小塊區域有很多個,我們希望能在局部區域選出值最大的,因此會設定各個擁有局部最大值的特徵點的距離不能太接近,如此便可以有效選出比較分散在整張圖的特徵點。

改進的偵測演算法
來源:

  • 哈里斯-拉普拉斯邊角偵測
  • Differential Morphological Decomposition Based Corner Detector
  • Multi-scale Bilatera Structure Tensor Based Corner Detector

應用

  • 影像對齊,影像縫合,影像配準
  • 建立二維馬賽克
  • 三維場景建模及重建
  • 動作偵測
  • 物體識別
  • 基于内容的影像檢索
  • 影片追蹤

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參考資料
外部連結

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