DOG角点检测——opencv实现

本文介绍了DOG(Difference of Gaussian)角点检测的原理和实现细节,通过在OpenCV中应用高斯滤波和差分操作来检测图像中的角点。讨论了可能影响运算速度的环节,并给出了测试结果。

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1.原理

Difference of Gaussian(DOG)是高斯函数的差分。将两幅图像在不同参数下的高斯滤波结果相减,得到DoG图。步骤:

  • 处理一幅图像在不同高斯参数下的DoG
    用两个不同的5x5高斯核对图像进行卷积,然后再相减的操作。重复三次得到三个差分图A,B,C。

  • 根据DoG求角点
    计算出的A,B,C三个DOG图中求图B中是极值的点。图B的点在当前由A,B,C共27个点组成的block中是否为极大值或者极小值。若满足此条件则认为是角点。

2.实现细节

2.1 差分得到DoG图
Mat Process(Mat &img, double sig1, double sig2, Size Ksize)
  • converTo()
    直接读取灰度图会得到CV_8UC1类型的mat,是单通道uchar型矩阵,因此高斯滤波后相减都是整型非负数据,影响后面进行比较取极值的步骤。所以需要将原本的数据类型转化为CV_32FC1即单通道float型数据。再进行后续的操作
  • subtract()
    两个mat类型相减直接用这个就好了。刚开始查到cvSub函数是老版本的,里面的指针乱七八糟的都挺复杂的,后在官方说明上找到这个c++版本的函数。现在的操作基本都是这个了。
2.2 求取当前block极值得到角点
Mat getExtrema(Mat &A, Mat &B, Mat &C, int thresh){}
    block.release();
    block.push_back(A(Range(i - 1, i + 2), Range(j - 1, j + 2)));
    block.push_back(B(Range(i - 1, i + 2), Range(j - 1, j + 2)));
    block.push_back(C(Range(i - 1, i + 2), Range(j - 1, j + 2)));
    
### 特征检测与匹配技术的研究 在计算机视觉领域,特征检测与匹配是一项基础而重要的技术。这项技术广泛应用于图像拼接、目标识别、三维重建等领域。以下是关于这一主题的一些深入探讨。 #### 1. 特征检测算法概述 特征检测的核心在于从图像中提取具有独特性和稳定性的局部区域。常用的特征检测方法包括SIFT (Scale-Invariant Feature Transform)[^1] 和 SURF (Speeded-Up Robust Features)[^2] 。这些算法通过多尺度分析来定位图像中的关键,并生成描述符以便后续匹配操作。例如,在实际应用中,可以利用 Difference of Gaussian (DoG) 来近似 Laplacian of Gaussian (LoG),从而减少计算复杂度。 #### 2. 匹配策略及其优化 对于两幅或多幅图像间的特征匹配,通常采用最近邻距离比(Nearest Neighbor Distance Ratio, NNDR)准则筛选候选对应关系。此外,为了提高鲁棒性,还可以引入RANSAC(Random Sample Consensus)算法剔除误匹配项。具体实现过程中需要注意参数调优以及性能评估指标的选择[^3]。 #### 3. 实验验证与应用场景 基于上述理论框架构建的应用程序不仅限于静态图片处理,还扩展到了动态视频流实时分析等方面。比如某项目仅选取了部分核心模块——即针对单张照片完成探测、关联再加上初步分类演示——并通过图形化界面增强了用户体验感;与此同时,也有其他研究者专注于探索不同光照条件下的表现效果或者跨视变换情况下的适应能力等问题。 ```python import cv2 from matplotlib import pyplot as plt # 加载图像并转换为灰度图 img = cv2.imread('image.jpg',0) # 创建 SIFT 检测器对象 sift = cv2.SIFT_create() # 计算关键和描述符 kp, des = sift.detectAndCompute(img,None) # 绘制前几个关键 plt.figure(figsize=(8,6)) plt.imshow(cv2.drawKeypoints(img,kp[:5],None),cmap='gray') plt.title("First Five Detected Keypoints"), plt.xticks([]), plt.yticks([]) plt.show() ``` 以上代码片段展示了如何使用 OpenCV 库执行基本的 SIFT 关键检测过程,并可视化结果的一部分。 ---
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