哈里斯边角侦测

✍ dations ◷ 2025-09-09 11:48:34 #影像科技

哈里斯边角侦测(Harris Corner Detector)是被广泛运用在电脑视觉的算法,主要是用于从影像中找出代表边角的特征点。最早是由Chris Harris 和Mike Stephens在1988年所提出,在当时是莫拉维克边角侦测器的改进版本。与 莫拉维克边角侦测器相比,不是对局部小块区域作45度角移动,而是考量了方向性值直接算出边角的微分值,这个方法在当时已被证明可以更准确地去分辨出边角。自从哈里斯边角侦测器被提出后,后续有很多算法试着去改良它,而这类的算法也在很多影像处理的应用上被采用作为前处理。

角落的概念就是它相邻的区域有两条截然不同方向的边,换句话说,角落也是两条边的接点,而这条边的附近有剧烈的亮度变化。边角是影像重要的特征,基本上边角的特性不会受到旋转、平移以及影像亮度的影响。虽然边角只是一张影像中的一小部分,但是通常却代表着一张影像中最重要的特征,因为它们的资讯相较于整张影像,富有代表性且可以被应用在影像接合,动作追踪,建立二维马赛克,立体视觉,以及相关的电脑视觉领域。

为了找出影像中的边角,科学家们提出了很多不同种的边角测试器包含Kanade-Lucas-Tomasi (KLT) 算子,哈里斯算子是其中最简单,有效,及可信赖的方法。这两种受欢迎的方法均是以局部结构矩阵来当作基础,相较于Kanade-Lucas-Tomasi (KLT)边角侦测,就算影像经过旋转或者是亮度的调整,哈里斯边角侦测具有良好的结果重现性,因此,它更被常使用在立体匹配及影像数据库检索。虽然仍有不少的缺点及限制,哈里斯边角侦测依在电脑视觉的应用中然是相当重要且基础的技术。

I ( x + Δ x , y + Δ y ) {\displaystyle I(x+\Delta x,y+\Delta y)} 可以用泰勒展开去近似,以 I x {\displaystyle I_{x}} I y {\displaystyle I_{y}} 分别代表 I {\displaystyle I} 在x及y方向的偏微分,于是我们可以近似成

一般而言,哈里斯边角侦测算法可以分成下列几个步骤:

如果输入是一张彩色影像,第一步便是转换成灰阶影像,可以加快处理速度

第二步是计算整张图的 I x ( x , y ) , I y ( x , y ) {\displaystyle I_{x}(x,y),I_{y}(x,y)}

有了 I x ( x , y ) , I y ( x , y ) {\displaystyle I_{x}(x,y),I_{y}(x,y)} 的资讯后,我们便可以建构结构张量 M {\displaystyle M}

在这一步,我们会运用下列的近似的式子来计算结构张量矩阵的最小的特征值:

λ m i n λ 1 λ 2 ( λ 1 + λ 2 ) = d e t ( M ) t r a c e ( M ) {\displaystyle \lambda _{min}\approx {\frac {\lambda _{1}\lambda _{2}}{(\lambda _{1}+\lambda _{2})}}={\frac {det(M)}{trace(M)}}}

t r a c e ( M ) = m 11 + m 22 {\displaystyle trace(M)=m_{11}+m_{22}}

另外一种常见的哈里斯响应是

R = d e t ( M ) k ( t r a c e ( M ) ) 2 = λ 1 λ 2 k ( λ 1 + λ 2 ) 2 {\displaystyle R=det(M)-k(trace(M))^{2}=\lambda _{1}\lambda _{2}-k(\lambda _{1}+\lambda _{2})^{2}}

而k是一个由经验所订出来的常数, k {\displaystyle k\in }

由于只靠前面的步骤选出的特征点很可能会在一小块区域有很多个,我们希望能在局部区域选出值最大的,因此会设定各个拥有局部最大值的特征点的距离不能太接近,如此便可以有效选出比较分散在整张图的特征点。

1. 哈里斯-拉普拉斯边角侦测

2. Differential Morphological Decomposition Based Corner Detector

3. Multi-scale Bilatera Structure Tensor Based Corner Detector

1. 影像对齐,影像缝合,影像配准

2. 建立二维马赛克

3. 三维场景建模及重建

4. 动作侦测

5. 物体识别

6. 基于内容的影像检索

7. 影片追踪

引用错误:在<references>标签中name属性为“harris2”的参考文献没有在文中使用
引用错误:在<references>标签中name属性为“dey2”的参考文献没有在文中使用
引用错误:在<references>标签中name属性为“derpanis2”的参考文献没有在文中使用

相关

  • 孟加拉分治 (1905年)1905年的孟加拉分治(孟加拉文:বঙ্গভঙ্গ)是指由时任印度总督乔治·寇松主持的孟加拉地区划分,孟加拉地区分为东、西二部分,由此引发当时英属印度剧烈的政治动荡。该计
  • BurberryBurberry集团公司,音译博柏利(大中华区正式注册名称)(英语:Burberry Group plc;LSE:BRBY)标志性英国品牌,始于1856年,秉承传统精髓,彰显卓尔不凡的匠制工艺,优雅率性的英伦设计与锐意革
  • 通道侗族自治县通道侗族自治县,简称通道县,位于湖南西南边缘、怀化市南部,为怀化市辖自治县。辖域面积2,225平方公里;国内生产总值68,298万元(2004年);户籍总人口为21.91万人(2004),其中非农业人口2.
  • 准线离心率又称偏心率,是指圆锥曲线上的一点到平面内一定点的距离与到不过此点的一定直线的距离之比。其中此定点称为焦点,而此定直线称为准线。设一圆锥曲线
  • 台大医院站49,252人次(2019年7月) 第31名/108站台大医院站位于台湾台北市中正区,为台北捷运淡水信义线(淡水线)的捷运车站。车站位于公园路下方,襄阳路口与常德街口间;车站代码为R09。原订站
  • 米德尔塞克斯大学米德尔萨克斯大学(英语:Middlesex University,缩写:MU,MDX),是一座位于英国伦敦北部亨顿的公立大学,因位于英国历史上的郡米德尔塞克斯边境而得名。密德萨克斯大学最早是由北伦敦两
  • 大满贯大满贯(英语:Grand Slam)原本是桥牌术语,意为赢得一局中所有的叫牌,而中文译名则来自麻将术语。大满贯也可以指:
  • 总统经济顾问委员会经济顾问委员会(英语:Council of Economic Advisers,缩写:CEA)是美国总统办事机构的一部分,由一组经济学家组成并为美国总统提供相关咨询,它为白宫提供了大量的经济政策。该委员会
  • 美国领地美国领地是指美国行政区划的一种分类,其领土由美国政府管理但不属于美国任何一个州。建立这些领地的目的是为了管理这些新获得的地区,因为当时美国领土的边界还在扩张中。这些
  • 性伴侶性伴侣(Sexual partner)指的是一个人的性行为对象,彼此之间的关系不一定是情侣。性伴侣并无性别或是性取向之分。一个人的性伴侣不一定只有一个,性伴侣的身份可能是情人、夫妻、