ORB特征提取

1. 創(chuàng)建圖像金字塔，默認(rèn)層數(shù)為8，比例因子為1.2

2. 在金字塔每層中進(jìn)行FAST-12檢測(cè)

圖1，fast關(guān)鍵點(diǎn)檢測(cè)

? ? 1)記點(diǎn)P的像素值I_{P} ，圓周上的像素值I_{i} ,若\vert I_{P}-I_{i} \vert >t,則稱為滿足條件。

? ? 2)以點(diǎn)P為圓心構(gòu)造一個(gè)半徑為3的圓，檢測(cè)1、9、5、13位置上的灰度值，如果四個(gè)位置上有3個(gè)或3個(gè)以上的的像素值都滿足條件。則將P點(diǎn)作為候選點(diǎn)。

? ? 3)將圓周上的其他點(diǎn)像素值與點(diǎn)P像素值比較，如果圓周上有連續(xù)12個(gè)點(diǎn)的像素值滿足條件，則將P記為初選點(diǎn)。

3. 對(duì)所有初選點(diǎn)進(jìn)行非極大值抑制，進(jìn)行二次篩選。

4. 根據(jù)每個(gè)FAST角點(diǎn)的harris響應(yīng)對(duì)角點(diǎn)排序，進(jìn)行第三次篩選得到前N個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

5. 對(duì)第4步得到的N個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)計(jì)算方向

灰度質(zhì)心法：

????以每個(gè)關(guān)鍵為中心構(gòu)建長(zhǎng)寬都為31的圖像塊B

????定義圖像塊B上的矩：

? ??????????C_{mn}= \sum_{x,y\in B} x^m y^nI(x,y) ，其中m,n=\left\{ 0,1 \right\}

????圖像塊B的質(zhì)心：

? ??????????O^{′}=(\frac{C_{10}}{C_{00}} ,\frac{C_{01}}{C_{00}} )

? ? 方向角：

? ??????????\theta =arctan(\frac{C_{01}}{C_{10}} )

圖2.計(jì)算描述子的樣本空間（共256對(duì)，只畫出了一對(duì)）

6. 計(jì)算步驟4得到的關(guān)鍵點(diǎn)的描述子

定義函數(shù)：

? ??????????\tau(P,x,y)= \begin{matrix} 1:Q(x)<Q(y) \\ 0:Q(x)\geq Q(y) \end{matrix}

? ? ? ? ? ? 其中P為關(guān)鍵點(diǎn)，Q(x)為以x為中心，邊長(zhǎng)為5的窗口內(nèi)的所有像素值的和，Q(y)?類似。

選取256對(duì)樣本x,y（如何選取？作者在公開數(shù)據(jù)集上做實(shí)驗(yàn)，得到樣本空間）：

? ??????????S=\left\{ \begin{matrix} x_1 & ... & x_{256} \\ y_1 & ... & y_{256} \end{matrix} \right\}

? ? ? ? ? ? ? 其中S為根據(jù)實(shí)驗(yàn)得到的，是固定在關(guān)鍵點(diǎn)周圍的采樣空間（除非自己用其他數(shù)據(jù)重

? ? ? ? ? ? ? 新做實(shí)驗(yàn)或者改變獲取采樣空間的策略）

對(duì)樣本空間S加關(guān)鍵點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)角\theta ，得到最終的樣本空間：

? ? ? ? ? ? ??S_{\theta } =R_{\theta } S，其中R_{\theta } 為\theta 對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣

? ????????????R_{\theta } =\left[ \begin{matrix} \cos \theta & -\sin \theta \\ \sin \theta & \cos \theta \end{matrix} \right]

對(duì)最終的樣本空間S_{\theta } 上的每一對(duì)樣本計(jì)算\tau (P,x,y)得到256維度的二進(jìn)制描述子

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