攝影測量學(xué)點(diǎn)特征提取模擬實(shí)踐

1、模 擬 實(shí) 踐教學(xué)單位 測繪學(xué)院 專 業(yè) 測繪工程 名 稱 點(diǎn)特征提取模擬實(shí)踐 班 級 測繪13-3組 長秦小茜組 員柳少冬倪賀星劉建琪指導(dǎo)教師徐辛超一、目的理解影像中每個像素灰度值的概念；理解點(diǎn)特征在灰度方面的特點(diǎn)；掌握常用的點(diǎn)特征提取算子，及其對應(yīng)的點(diǎn)特征提取方法，包括：Moravec算子、Forstner算子。二、要求運(yùn)用VC+、C#、MATLAB其中一種自己擅長的語言，實(shí)現(xiàn)兩種點(diǎn)特征提取算法。三、方法與步驟 (一) Moravec算子提取過程a. 讀取灰度影像，得到影像的灰度矩陣；b. 計算各像元的興趣值 IV：c.給定一經(jīng)驗(yàn)閾值，將興趣值()大于閾值的點(diǎn)作為候選點(diǎn)；d.選取候選點(diǎn)中的

2、極值點(diǎn)作為特征點(diǎn)；e. 將特征點(diǎn)在原始圖像上進(jìn)行標(biāo)記、展示。 (二) Forstner算子提取過程a. 計算各像素的Roberts梯度 ；b. 計算l´l（如5´5或更大）窗口中灰度的協(xié)方差矩陣 ；其中：c. 計算興趣值q與w；式中：DetN代表矩陣N之行列式，trN代表矩陣N之跡。d. 確定待選點(diǎn) ；當(dāng)同時，該像元為待選點(diǎn)。e. 選取極值點(diǎn)。即在一個適當(dāng)窗口中選擇最大的待選點(diǎn)。f. 將特征點(diǎn)在原始圖像上進(jìn)行標(biāo)記、展示。（3） 、流程圖4、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及成果1、Moravec算子程序相關(guān)內(nèi)容（1）Moravec算子程序源代碼：clcclear% I=imread('C

3、:UsersLBSDesktopMoravec MATLABgirl.bmp');I=imread('C:UsersAdministratorDesktop點(diǎn)特征提取Moravec MATLABleft縮小.bmp');originalmap=I;% if isrgb(I)% I=rgb2gray(I); %將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像 % end I=double(I); %轉(zhuǎn)換為雙精度圖像row,column=size(I); w1 = floor(5/2);%確定窗口大小w2 = 5;step=w1;ir=10000;%設(shè)置閾值num=0;%得到特征點(diǎn)的坐標(biāo)xc=;y

4、c=;tic;for i=w1+1:1:row-w1-1if i+w2>row-w1-1continue;endfor j=w1+1:1:column-w1-1if j+w2>column-w1-1continue;end interest=0; %興趣值 v1=0;v2=0;v3=0;v4=0;for k=-step:step-1%計算縱向相鄰像素灰度差的平方和 v1=v1+(I(i+k,j)-I(i+k+1,j)2;%計算125度斜線方向相鄰像素灰度差的平方和 v2=v2+(I(i+k,j+k)-I(i+k+1,j+k+1)2;%計算橫相鄰像素灰度差的平方和 v3=v3+(I(

5、i,j+k)-I(i,j+k+1)2;%計算45度斜線方向相鄰像素灰度差的平方和 v4=v4+(I(i+k,j-k)-I(i+k+1,j-k-1)2;end%取v1,v2,v3,v4中最小者作為像素(c,r)的興趣值 interest=min(v1,v2,v3,v4); if interest>ir %/最大興趣值與閾值比較 num=num+1; pointx(num)=j; pointy(num)=i; yc=yc,i; xc=xc,j;endendend%圖像中顯示特征點(diǎn)figure(4);imshow(originalmap);hold on;plot(xc,yc,'R*&

6、#39;);axis on;title('圖像中顯示特征點(diǎn)');xlabel('圖像的列數(shù)');ylabel('圖像的行數(shù)');toc;t=toc;disp('本程序的運(yùn)行時間為',num2str(t),'秒。'); 圖一Moravec算子程序的相關(guān)截圖（2） 原始灰度影像 圖二原始灰度影像（3）程序運(yùn)行結(jié)果 圖三Moravec算子程序運(yùn)行結(jié)果2、 Forstner算子程序的相關(guān)內(nèi)容（1） Forstner算子程序源代碼：clcclearI=imread('C:UsersAdministratorDeskt

7、op點(diǎn)特征提取Moravec MATLABleft縮小.bmp');% I=imread('C:UsersLBSDesktopLenna.bmp');originalmap=I;% if isrgb(I)% I=rgb2gray(I); %將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度圖像 % end I=double(I); %轉(zhuǎn)換為雙精度圖像row,column=size(I);w1 = 5;%確定窗口大小w2 = 5;k=floor(w1/2);step=w1;iq=0.65;%設(shè)置閾值ir_w=2.5;num=0;%得到特征點(diǎn)的坐標(biāo)xc=;yc=;tic;sum_w=0;count_w=

8、0;for i=k+1:row-kfor j=k+1:column-k%協(xié)方差矩陣 G0=0;G2=0;G1=0;for m=i-k:i+k-1for n=j-k:j+k-1 G0=G0+(I(m+1,n+1)-I(m,n)2; G2=G2+(I(m,n+1)-I(m+1,n)2; G1=G1+(I(m+1,n+1)-I(m,n)*(I(m,n+1)-I(m+1,n);endend DetN=G0*G2-G1*G1; trN=G0+G2;if trN=0 ww(i,j)=0; q(i,j)=0;else ww(i,j)=DetN/trN; q(i,j)=DetN*4/trN/trN;end s

9、um_w=sum_w+ww(i,j); count_w=count_w+1;endendavg_w=sum_w/count_w;for i=k:w2:row-w1if i+w2>row-w1continue;endfor j=k:w2:column-w1if j+w2>column-w1continue;end max_w=0 max_x=0;max_y=0; for mh=1:w2for mw=1:w2if (max_w<ww(i+mh,j+mw) max_w=ww(i+mh,j+mw); max_x=j+mw; max_y=i+mh;endendendif (max_w&

10、gt;ir_w*avg_w&&q(i+mh,j+mw)>iq) %/最大興趣值與閾值比較 num = num+1; pointx(num)=max_x; pointy(num)=max_y; yc=yc,max_y; xc=xc,max_x;endendendfigure;imshow(originalmap);hold on;plot(xc,yc,'R*');axis on;title('圖像中顯示特征點(diǎn)');xlabel('圖像的列數(shù)');ylabel('圖像的行數(shù)'); 圖四Forstner算子程序相關(guān)截圖（2） 原始灰度影像圖五Forstner原始灰度影像（3） 程序運(yùn)行結(jié)果圖六 Forstner程序運(yùn)行結(jié)果五、實(shí)驗(yàn)體會柳少冬：此次實(shí)驗(yàn)讓我對Forstner算子以及Moravec算子實(shí)現(xiàn)過程有了進(jìn)