目標(biāo)
-在這個(gè)章節(jié),我們?cè)囍ダ斫馐裁词恰疤卣鳎╢eatures)”。
說明
我們大多數(shù)人都玩過拼圖游戲,將一小塊一小塊的圖片拼成一個(gè)完整的大圖。讓我們思考這樣一個(gè)問題:我們?cè)鯓悠礈愃鼈??如果將相同的原理編入?jì)算機(jī),計(jì)算機(jī)也能完成拼圖游戲嗎?如果答案是肯定的,那可不可以給計(jì)算機(jī)一些現(xiàn)實(shí)中的自然景色圖片,讓它拼接成一張全景大圖,如果這也可以辦到,那能不能輸入一些建筑物或者類似的圖片,讓計(jì)算機(jī)建個(gè)3D模型呢?
思維可以繼續(xù)發(fā)散,但都基于一個(gè)基本問題:我們是如何思考并進(jìn)行拼圖游戲的?我們?cè)趺磥砼挪家粋€(gè)個(gè)自然圖像的碎片,使它們拼成一張大圖,還原它的樣子。
答案是,我們總是會(huì)尋找圖片中獨(dú)一無二的特征部位,可以一眼認(rèn)出的,和其他圖片存在明顯區(qū)別。如果試著解釋我們是如何找出這些特征部位的,也許很難找出合適的語句來描述,但我們就是知道它是。如果有人讓你找出一個(gè)明顯區(qū)別于其它圖片的特征部位,你一定能找出來,這就是為什么小孩子都能把這個(gè)游戲玩起來。我們尋找圖片中的某些特征,找到它們,接著尋找和他們有相似特征的碎片,拼湊起來,知道完成。這樣的能力也是我們與生俱來的。
我們對(duì)問題展開思考了很多,但有了一個(gè)更具體的描述,什么是圖像的特征?(答案也要是計(jì)算機(jī)也能理解)
很難描述在尋找特征的過程中我們是如何思考進(jìn)行的。但是我們深入的尋找圖片之間的不同時(shí),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一些有趣現(xiàn)象,舉個(gè)例子,看下面的圖片

在圖片的上方,給出了6張小圖。請(qǐng)你在原圖中找出它們各自的位置。你能給出多少種正確答案?
A 和 B 表面很單一,沒什么具體特征,可能分布在許多區(qū)域上,很難找出一個(gè)明確的位置。
C 和 D 倒是稍微好找一點(diǎn),它們是大樓的邊緣部位,你可以找到一個(gè)大致的位置,不過依然很難給出精確定位。這是因?yàn)榇髽沁呇馗鱾€(gè)部分都長(zhǎng)一樣的,雖然相比平坦部位更容易認(rèn)出,但還不足以明確確定。
最后,我們來看 E 和 F 。它們是大樓的頂角??梢暂p易認(rèn)出。因?yàn)檫@些頂角,只要移動(dòng)到其他位置,大樓就變形了,既不能放在大樓里面,也不可能憑空漂浮在天上,它們只能被放在頂角該在的部位。所以可以當(dāng)成大樓的一種特征,頂角。確定了大樓的位置和輪廓。下面我們換一種理解方式。

如上圖所示,藍(lán)色線框標(biāo)記的區(qū)域,表面平滑,顏色單一,稍微上下左右移動(dòng)也不會(huì)破壞圖片的形狀,很難定位它的準(zhǔn)確位置。黑色線框標(biāo)記的部分是邊緣地帶,如果垂直移動(dòng)它,圖片會(huì)變形,但如何沿著邊緣移動(dòng),圖像也不會(huì)有什么變化。那么來看紅色線框標(biāo)記的區(qū)域,是一個(gè)角 ( corner ),隨意移動(dòng)一點(diǎn)圖像就會(huì)變形,所以它只能在那個(gè)位置,這是角是獨(dú)一無二,不可移動(dòng)的,它就在那,,也只能在那,這就可以被認(rèn)為是這個(gè)綠色矩形的一個(gè)特征。(不僅僅是角,有時(shí)候斑點(diǎn)什么的也都能被當(dāng)成特征)。
現(xiàn)在我們應(yīng)該解釋了什么是特征,那接下來還有個(gè)問題?怎么找到它們呢?或者說我們?cè)鯓诱业竭@個(gè)角呢,在思考的過程中,我們已經(jīng)直觀的回答了這個(gè)問題。尋找圖片中的只要稍微一移動(dòng)就會(huì)使圖片嚴(yán)重變形的區(qū)域,這個(gè)區(qū)域被認(rèn)定為該圖的特征。在下一節(jié)中這種方法會(huì)在計(jì)算機(jī)里編程實(shí)現(xiàn)。這樣一個(gè)尋找特征的過程就叫 特征檢測(cè)(Feature Detection)
我們找到圖像的一些特征,然后我們可以在其他圖片中找到類似的特征,這是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?我們獲取特征區(qū)域,用我們的語言描述它們,比如“圖的上方是天空,下面有一幢大樓,大樓上有好多玻璃”,然后我們可以在其他圖片中尋找相似特征的區(qū)域。上面我們對(duì)圖像的特征進(jìn)行了描述,類似的,計(jì)算機(jī)也可以描述一些特征然后去其他圖片上找相似的地方。這樣一個(gè)描述被稱作 特征描述(Feature Description)。一旦你有一種特征并有它的描述,你就可以在其他圖片中找出相似甚至相同的部分。
原文:
http://docs.opencv.org/3.2.0/df/d54/tutorial_py_features_meaning.html