局部特征系列：

• 局部特征(1)——入門篇
• 局部特征(2)——Harris角點(diǎn)
• 局部特征(3)——SURF特征總結(jié)
• 局部特征(4)——SIFT和SURF的比較
• 局部特征(5)——如何利用彩色信息 Color Descriptors
• 局部特征(6)——局部特征描述匯總

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????局部特征?（local features），是近來研究的一大熱點(diǎn)。大家都了解全局特征（global features），就是方差、顏色直方圖等等。如果用戶對(duì)整個(gè)圖像的整體感興趣，而不是前景本身感興趣的話，全局特征用來描述總是比較合適的。但是無法分辨出前景和背景卻是全局特征本身就有的劣勢(shì)，特別是在我們關(guān)注的對(duì)象受到遮擋等影響的時(shí)候，全局特征很有可能就被破壞掉了。而所謂局部特征，顧名思義就是一些局部才會(huì)出現(xiàn)的特征，這個(gè)局部，就是指一些能夠穩(wěn)定出現(xiàn)并且具有良好的可區(qū)分性的一些點(diǎn)了。這樣在物體不完全受到遮擋的情況下，一些局部特征依然穩(wěn)定存在，以代表這個(gè)物體（甚至這幅圖像），方便接下來的分析。我們可以看下面這個(gè)圖，左邊一列是完整圖像，中間一列是一些角點(diǎn)（就是接下來我們要講的局部特征），右邊一列則是除去角點(diǎn)以外的線段。不知道你會(huì)不會(huì)也覺得你看中間一列的時(shí)候能更敏感地把他們想象成左邊一列的原始物品呢？一方面說，如果我們用這些穩(wěn)定出現(xiàn)的點(diǎn)來代替整幅圖像，可以大大降低圖像原有攜帶的大量信息，起到減少計(jì)算量的作用。另一方面，當(dāng)物體受到干擾時(shí)，一些冗余的信息（比如顏色變化平緩的部分和直線）即使被遮擋了，我們依然能夠從未被遮擋的特征點(diǎn)上還原重要的信息。

??? 把局部特征說的這么好聽，你也許會(huì)問怎樣的特征能夠被當(dāng)做局部特征點(diǎn)呢？我們不妨來看下面的這幅圖：

??? 我們選擇了3個(gè)部分：邊緣的點(diǎn)、邊緣的線、變化緩慢的天空，當(dāng)我在左邊的圖像中選擇哪個(gè)部分的時(shí)候，你最有可能從右邊的圖像中找到對(duì)應(yīng)的部分來呢？很顯然是邊緣的點(diǎn)吧-------天空，那么多都是一樣的；而邊緣，一條直線往左看往右看都是差不多的，你讓我選哪個(gè)點(diǎn)（這也叫做aperture problem）；而頂點(diǎn)相比之下更具有唯一性，所以局部特征最初的研究也就是從角點(diǎn)開始的（比如Harris Corner）。

??? 一種定量的檢測(cè)方法，就是通過SSD去比較兩個(gè)塊區(qū)域以定義一個(gè)相似度，值越小，兩個(gè)塊越相似：

??? 當(dāng)然我們應(yīng)該知道，檢測(cè)出的塊應(yīng)該和周圍有一定的區(qū)分性，如何體現(xiàn)這種區(qū)分性，不妨做個(gè)試驗(yàn)：當(dāng)前塊和它的鄰域做匹配，顯然自己和自己匹配的時(shí)候值最小，而如果周圍一定范圍的值都特別小，那我們豈不是自己和自己都無法找到匹配，那還拿他當(dāng)特征干啥？所以如果下式有明顯極值，就可以把它當(dāng)做特征點(diǎn)了。（式中的Δu表示當(dāng)前塊與比較鄰域之間的位移）

??? 這個(gè)過程就是早期的Harris Corner的核心思想(如果讀者想了解Harris Corner的具體細(xì)節(jié)，請(qǐng)參見該系列的下一篇博客)。

??? 總結(jié)一下，好的特征應(yīng)該具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：

• • ????重復(fù)性：不同圖像相同的區(qū)域應(yīng)該能被重復(fù)檢測(cè)到，而且不受到旋轉(zhuǎn)、模糊、光照等因素的影響；
  • ????可區(qū)分性：不同的檢測(cè)子，應(yīng)該可以被區(qū)分出來，而為了區(qū)分它們，應(yīng)運(yùn)而生的就是與檢測(cè)對(duì)應(yīng)的描述子了；
  • ????數(shù)量適宜：檢測(cè)子可別太多，不然啥阿貓阿狗都能出來混，但也不能太少，要求太高可就招不到人才了；
  • ????高定位（尺度和位置）：是在哪出現(xiàn)的，最好就在哪被找到，可別跑偏了；
  • ????有效性：檢測(cè)速度越快越好。

??? 在接下來的幾篇文章里，我主要針對(duì)局部特征，特別是目前使用的特別火熱的SIFT特征和SURF特征進(jìn)行一些描述和總結(jié)。這兩個(gè)特征都是魯棒性特別好的局部特征，被廣泛應(yīng)用在模式識(shí)別方面。

? ? 關(guān)于局部特征的更多介紹，請(qǐng)見http://download.csdn.net/download/jiang1st2010/4343689??

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jiang1st2010

原文地址：http://blog.csdn.net/jiang1st2010/article/details/7621681?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的局部特征(1)——入门篇的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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