Opencv:python 理解"特征"

目標
-在這個章節(jié)悴能,我們試著去理解什么是“特征(features)”雳灾。
說明

我們大多數(shù)人都玩過拼圖游戲,將一小塊一小塊的圖片拼成一個完整的大圖谎亩。讓我們思考這樣一個問題:我們怎樣拼湊它們宇姚?如果將相同的原理編入計算機夫凸,計算機也能完成拼圖游戲嗎?如果答案是肯定的魔熏,那可不可以給計算機一些現(xiàn)實中的自然景色圖片鸽扁,讓它拼接成一張全景大圖,如果這也可以辦到桶现,那能不能輸入一些建筑物或者類似的圖片,讓計算機建個3D模型呢吏夯?

思維可以繼續(xù)發(fā)散即横,但都基于一個基本問題:我們是如何思考并進行拼圖游戲的裆赵?我們怎么來排布一個個自然圖像的碎片,使它們拼成一張大圖战授,還原它的樣子。

答案是份帐,我們總是會尋找圖片中獨一無二的特征部位楣导,可以一眼認出的,和其他圖片存在明顯區(qū)別筒繁。如果試著解釋我們是如何找出這些特征部位的,也許很難找出合適的語句來描述驮宴,但我們就是知道它是呕缭。如果有人讓你找出一個明顯區(qū)別于其它圖片的特征部位修己,你一定能找出來迎罗,這就是為什么小孩子都能把這個游戲玩起來。我們尋找圖片中的某些特征佳谦,找到它們,接著尋找和他們有相似特征的碎片啥刻,拼湊起來咪笑,知道完成。這樣的能力也是我們與生俱來的窗怒。

我們對問題展開思考了很多,但有了一個更具體的描述努隙,什么是圖像的特征辜昵?(答案也要是計算機也能理解)

很難描述在尋找特征的過程中我們是如何思考進行的。但是我們深入的尋找圖片之間的不同時堪置,我們會發(fā)現(xiàn)一些有趣現(xiàn)象,舉個例子岭洲,看下面的圖片

feature_building.jpg

在圖片的上方坎匿,給出了6張小圖。請你在原圖中找出它們各自的位置彪腔。你能給出多少種正確答案进栽?

A 和 B 表面很單一,沒什么具體特征快毛,可能分布在許多區(qū)域上番挺,很難找出一個明確的位置屯掖。

C 和 D 倒是稍微好找一點,它們是大樓的邊緣部位粪摘,你可以找到一個大致的位置绍坝,不過依然很難給出精確定位。這是因為大樓邊沿各個部分都長一樣的轩褐,雖然相比平坦部位更容易認出,但還不足以明確確定勤讽。

最后拗踢,我們來看 E 和 F 。它們是大樓的頂角巢墅。可以輕易認出。因為這些頂角三娩,只要移動到其他位置,大樓就變形了双吆,既不能放在大樓里面会前,也不可能憑空漂浮在天上,它們只能被放在頂角該在的部位瓦宜。所以可以當成大樓的一種特征,頂角反璃。確定了大樓的位置和輪廓。下面我們換一種理解方式淮蜈。

圖片

如上圖所示梧田,藍色線框標記的區(qū)域,表面平滑裁眯,顏色單一,稍微上下左右移動也不會破壞圖片的形狀俯画,很難定位它的準確位置司草。黑色線框標記的部分是邊緣地帶,如果垂直移動它埋虹,圖片會變形本缠,但如何沿著邊緣移動,圖像也不會有什么變化爬泥。那么來看紅色線框標記的區(qū)域,是一個角 ( corner )袍啡,隨意移動一點圖像就會變形,所以它只能在那個位置蔗牡,這是角是獨一無二嗅剖,不可移動的,它就在那信粮,,也只能在那亏钩,這就可以被認為是這個綠色矩形的一個特征。(不僅僅是角姑丑,有時候斑點什么的也都能被當成特征)。

現(xiàn)在我們應該解釋了什么是特征震肮,那接下來還有個問題留拾?怎么找到它們呢?或者說我們怎樣找到這個角呢痴柔,在思考的過程中,我們已經(jīng)直觀的回答了這個問題豪嚎。尋找圖片中的只要稍微一移動就會使圖片嚴重變形的區(qū)域谈火,這個區(qū)域被認定為該圖的特征。在下一節(jié)中這種方法會在計算機里編程實現(xiàn)糯耍。這樣一個尋找特征的過程就叫 特征檢測(Feature Detection)

我們找到圖像的一些特征,然后我們可以在其他圖片中找到類似的特征革为,這是怎樣實現(xiàn)的呢舵鳞?我們獲取特征區(qū)域,用我們的語言描述它們,比如“圖的上方是天空虐块,下面有一幢大樓,大樓上有好多玻璃”霜旧,然后我們可以在其他圖片中尋找相似特征的區(qū)域。上面我們對圖像的特征進行了描述挂据,類似的,計算機也可以描述一些特征然后去其他圖片上找相似的地方掷倔。這樣一個描述被稱作 特征描述(Feature Description)个绍。一旦你有一種特征并有它的描述,你就可以在其他圖片中找出相似甚至相同的部分凛虽。

原文:

http://docs.opencv.org/3.2.0/df/d54/tutorial_py_features_meaning.html

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