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Fast and compact Binary descriptors. BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features. 使用方差为 2, 在 9×9 区域内用高斯平滑. 在 S × S 大小的图像块上定义二元测试:. p(x) 为像素灰度,一组二元测试组成一个特征:. 为特征维度,论文中取 = 128, 256, 512. BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features. 关于二元测试中 x 、 y 的选择. 在图像块平均采样 - PowerPoint PPT Presentation
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Fast and compact Binary descriptors
BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features
在 S × S 大小的图像块上定义二元测试:使用方差为 2, 在 9×9 区域内用高斯平滑
p(x) 为像素灰度,一组二元测试组成一个特征:
为特征维度,论文中取 = 128, 256, 512𝑛𝑑 𝑛𝑑
BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features
关于二元测试中 x 、 y 的选择1. 在图像块平均采样2. x 、 y 都符合( 0, )的高斯分布3. X 符合( 0, )高斯, y符合( 0, )高斯4. 随机采样5. X 固定为 (0,0) , y 在周围平均采样
BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features
使用 Hamming distance 判别描述子之间的相关度 (XOR 运算 ).
特征点的匹配转为上图的二值分类问题。
BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features
• 部分结果:
• 对大多数变化都比较敏感。
ORB:Oriented FAST and Rotated BRIEF
• 在 BRIEF 上加上旋转不变性• 使用 FAST-9 作为 detector• Image Moment (图像矩) :
• intensity centroid (图像矩心)
• 在旋转不变形上使用向量角度作为图像块的角度
ORB:Oriented FAST and Rotated BRIEF
• Steered BRIEF• 假设原始的 BRIEF 选取的点集为
• Steered BRIEF 则使用图像块的角度,将这些点旋转,得到新的点
• 在新的点集中做二元测试,实现旋转不变
ORB:Oriented FAST and Rotated BRIEF
• rBRIEF• 原文提到原始的 BRIEF 有很好的性质:每个 bit 上的特征方差大、均值在 0.5 左右。
• 而 Steered BRIEF 失去了这个特性
ORB:Oriented FAST and Rotated BRIEF
• rBRIEF• 通过训练集,找出一组二元点集,使得相关性最小• 在 31×31 的图像块中找出所有可能的二元测试 . 每个二元测试是一对 5×5 的窗口,则共有个测试1.在所有训练集(图像块)上运行所有测试2.将测试按均值与 0.5 的距离由小到大排序3.将第一个测试加入结果集4.如果当前测试与结果集中的相关性大于某个阈值,则丢弃,否则加入结果集。
D—BRIEF: Discriminative BRIEF• 通过训练得出线性投影,将图像块投影到更具判别性的子空间。• 定义二元描述子的某一维:
• 设 D 为字典,可令 , s 为 {0,1} 向量
D—BRIEF: Discriminative BRIEF• 为了计算损失函数,去除 sign 函数和阈值,可用随机梯度下降解。
• 使用 Linear Discriminant Embedding (LDE) 初始化 w ,再使用 w 初始化 s
D—BRIEF: Discriminative BRIEF• 原损失函数可化为右边的形式。
• 其中
• 损失函数极值为 0 时• 有• 可用 LDE 求解,解中向量满足正交约束
D—BRIEF: Discriminative BRIEF• 因计算速度快选择了 3 类字典1. Box filters (BOX): 在的图像块的每一个像素的窗口滤波,共 1024 个元素2. Gaussian filters (GAUSS): 同上,使用的高斯滤波,共 1024 个元素3. Rectangular filters (RECT): 在每个像素点使用长宽为 1,4,7,10,... 的矩形滤波器 字典元素有 34,596 个• 前两个可用先滤波得到结果,第三个可用使用积分图像,在训练时都可快速得到结果
D—BRIEF: Discriminative BRIEF• 实验结果