Fast Approximated SIFT

SURF:
Speeded Up Robust Features
中部大学 藤吉研究室
はじめに

SIFT



スケール、画像の回転に不変な特徴点と特徴量
処理コストが高い
SURF

性能を犠牲にしないで高速化
SURFの処理の流れ

1.検出子



キーポイント(特徴点)の検出
スケール探索
2.記述子


オリエンテーション
特徴量の記述
1.検出子
処理の流れ


Integral Imageの利用
Hessian行列算出にbox filtersの利用
Integral Image


矩形領域の輝度値の和を高速に算出可能
利点


領域の数が多い場合
領域が重なり合う場合
特徴点とは

輝度差が大きい(エッジ)


テスクチャが多い
その場所の固有の情報が多い
→特徴点に向いている
エッジの種類



xy方向の両方の輝度差が大きい
xy方向の両方の輝度差が大きいが極性が違う
xy方向の片方が輝度差が大きい
Hessian行列

Hessian-based
Lyyはy軸の2次微分
判別式:
Lyy
Hessian行列による特徴点検出

判別式
正の場合のみの極大値
box filtersによる近似

Hessian-based
Lyyはy軸の2次微分
判別式:
Lyy
Dyy
0.9倍:近似誤差修正
スケールスペース
フィルタサイズを拡大:9 x 9, 15 x 15, 21 x 21, 27 x 27
それぞれスケール1.2, 2.0, 2.8, 3.6に対応
極値探索

26近傍で極値ならキーポイント
キーポイント検出例
2.記述子
オリエンテーション

オリエンテーションの向きに正規化を行う
ことで回転に不変な特徴量を算出
範囲は6sの大きさ
 Haar-Wavelet(4sの大きさ)を利用
 SIFTと同様に勾配強度算出
 分解能は60度
 勾配強度の和が最も大きい角度
→オリエンテーション

x
y
特徴量記述
16分割×4次元=64次元
速度とマッチングの比較
プログラムの違い(1/2)
マッチング:72点
OpenCV1.1
マッチング:63点
別のプログラム
プログラムの違い(2/2)
マッチング:13点
OpenCV1.1
マッチング:32点
別のプログラム
おわりに

SIFTの精度を維持したまま高速マッチングが可能


Integral Imageの利用
Hessian行列算出にbox filtersの利用
Integral Image

矩形領域の輝度値の和を高速に算出可能

積分画像の算出法


画像I(x, y)
積分画像ii(x, y)
領域内の輝度和の算出

積分画像を算出することで領域内の輝度値の
合計を高速に算出

利点


領域の数が多い場合
領域が重なり合う場合