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Harris Corner

arr 不變性 大小 偏移量 求和 尺度 找到 亮度 nbsp

Harris Corner網上已經有很多的資料了,但它也是我讀研究生後讀的第一篇論文,對我有一種特別的意義。

這篇文章我想從幾個方面來講解Harris Corner,一是Harris Corner的思想,二是Harris Corner重要公式的推導,三是從圖像的層面直觀的觀察每一個公式的結果。本人能力有限,如有紕漏,萬望指正。Any advice and suggestions will be greatly appreciated。

我們的目的是在圖像上找到角點。那我們在圖像上設置一個小窗,然後我們將小窗再多個方向進行微小的移動,比對朝每個方向移動後的小窗與原始小窗中的數據,可能產生以下三種情況: 1.原始小窗在一個平面上,則小窗無論朝哪個方向進行移動後,改變的數值都很小; 2.原始小窗在一條邊緣上,則小窗朝邊緣的線性方向移動時,改變很小,但朝別的方向進行移動時,改變很大; 3.原始小窗在一個角點上,則無論它朝任何方向進行移動,都會有較大的改變 我們用數學公式對這個思想進行描述: 技術分享圖片
這是一個自相關函數,x,y代表的是小窗中原始圖像的位置,detaX和detaY表示偏移量,w是一個平滑函數 中括號內部的函數表示對原始小窗和移動後的小窗進行距離的計算,對多個方向的小窗進行有一個高斯加權求和,得到一個響應值 對這個公式進行推導。 技術分享圖片 引入二元泰勒展開式,則 技術分享圖片 帶入自相關函數 技術分享圖片 只觀察大括號內 技術分享圖片 再帶入自相關函數 技術分享圖片 考慮α,β為M矩陣的兩個特征值: 如果兩個特征值都很小,則說明窗口再各個方向變換都不大,說明它在平面內; 如果其中一個特征值很大,而另一個很小,則說明窗口在一個方向變化小,而另一個方向變換較大,說明窗口在邊緣上 如果兩個特征值都比較大,而且近似,那麽說明這個窗口無論朝什麽方向移動都比較大,說明窗口在角點上 可以知道矩陣的跡和矩陣的行列式可由下式算出 技術分享圖片
為了簡化計算我們計算 技術分享圖片 當R大於設定閥值時,我們就認為當前點是角點。 考慮: 技術分享圖片 X,Y我們可以理解為圖像在x和y方向上的一階導,對於圖像,我們可以用卷積模板進行卷積操作來實現 技術分享圖片 針對原始圖像 技術分享圖片 對應的偏導圖像X,Y分別為 技術分享圖片 這是一個簡單的邊緣檢測。 針對自先關函數進行變形可得到 技術分享圖片 其中, 技術分享圖片 A,B,C對應M矩陣中的A,B,C 技術分享圖片 技術分享圖片 接著對圖像M矩陣進行運算 技術分享圖片 得到相應圖片 技術分享圖片 Harris計算特征值來判別角點,因此對方向有自適應性,所以能夠具有旋轉不變性。 但是針對不同尺度的角點,Harris由於並沒有改變圖片和模板大小,所以不能檢測到別的尺度的角點。 技術分享圖片 還有一點,閥值R對圖片亮度的變化不敏感,改變閥值能夠很大程度的影響檢測到的角點數目。 技術分享圖片

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