特征检测之前的图像处理

信息处理 图像处理 局部特征
2022-01-18 17:30:14

我已经实现了一个基于Harris 角的特征检测器。它在大多数情况下都能正常工作,但在某些情况下表现不佳。我需要让它在许多不同的图像上工作,而不需要单独配置。

问题在于检测器阈值。如果设置得太低,检测器会触发太多次,从而导致大量特征。如果设置得太高,则功能太少。

我已经通过ANMS(自适应非最大抑制)部分解决了这个问题,以在为它们分配描述符向量之前减少特征数量。

但是,像这样的图像是问题所在:

在此处输入图像描述

它们的对比度很低,我不能“负担”为所有图像设置太低的阈值。它会导致检测器在这些图像上工作,但其他图像将包含数十万个特征,使用 ANMS 过滤这些特征会很慢,这会损害整体性能。

我正在考虑在特征检测之前调整图像。也许直方图均衡可以完成这项工作。这可能是一个有效的操作,因为对比度的全局变化对特征描述符没有影响(它们对于亮度和对比度的变化是不变的)。

也许使用自适应阈值或一些启发式会更好。

还有其他建议吗?

2个回答

你真的必须使用哈里斯角吗?哈里斯弯道后发展了许多特征,具有更好的性能。可以在本文中找到一个很好的概述:

根据那篇文章以及我的个人经验,我建议切换到MSER(最大稳定外部区域),或者甚至将它们与DoG(高斯差)结合起来——这些功能最初是作为 SIFT 管道的一部分呈现的。

如果问题真的是低对比度,那么 MSER 特性应该真的让你高兴:它们(相当)不受光照变化的影响。简而言之,它们是通过一系列不同阈值二值化稳定的图像连接区域。

特征提取过程独立于描述符的计算,因此将新的特征提取方法集成到您的过程中应该不会太难。

另外,我听说过(但从未真正使用过)多尺度哈里斯角作为哈里斯角的延伸。我对它们了解不多,个人不能推荐任何关于这个主题的阅读材料,所以我把文章搜索和挑选最有趣的材料留给你。


此外,我是否可以建议您发布的图像可能存在除低对比度之外的其他问题以我个人的经验,像灌木丛或可能是你拥有的田地这样的植被,以及可爱的气泡云往往会产生“通用特征” ——这些特征往往具有与许多其他特征相同(或不同)的描述符。

实际上,这意味着当从不同的角度对两张图像进行特征匹配时,从这些表面提取的特征往往会被错误地匹配。我已经完成了一篇硕士论文,其中很大一部分涉及用于特征匹配的特征提取,当我遇到这个问题时,它会进一步用于计算两个图像之间的单应变换。当时我没有找到任何其他描述这个问题的文章,但我的论文可能对你的整体方法有所帮助。

最后,正如您设置的那样,适用于大多数图像的阈值和技术提取到此类图像中的小特征,因为它的区域大多是同质的。这种图像在特征匹配(可以扩展到图像拼接)、基于内容的图像检索、跟踪以及类似的应用程序中存在问题。目前没有任何方法对它们非常有效。

目前正在探索和研究对此类图像以及典型案例效果良好的方法,例如我开始研究的一种方法,在此答案中进行了简要描述

一种可能性是进行简单的边缘检测(例如拉普拉斯),并使用结果的平均强度作为哈里斯角阈值的基础。当你有低对比度时,你会得到更少的边缘和更低的强度,当你有高对比度时,你会得到更多的边缘和更高的强度。

你不是唯一一个在这个问题上苦苦挣扎的人。如果您可以访问纸质数据库,这可能会很有趣:

更多地搜索(自动)自适应哈里斯角检测可能是值得的。