局部特征系列：

• 局部特征(1)——入門(mén)篇
• 局部特征(2)——Harris角點(diǎn)
• 局部特征(3)——SURF特征總結(jié)
• 局部特征(4)——SIFT和SURF的比較
• 局部特征(5)——如何利用彩色信息 Color Descriptors
• 局部特征(6)——局部特征描述匯總

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? ? ? ? 前面兩講中主要是針對(duì)SIFT和SURF做了一些介紹。他們的檢測(cè)子比較穩(wěn)定，描述子比較魯棒，好像非常棒的樣子。但是有一點(diǎn)非常遺憾，就是他們?cè)趯?duì)圖像進(jìn)行處理的過(guò)程中，都把圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像進(jìn)行處理，這樣就丟失了顏色信息。而顏色，本身提供了很大的信息量，丟失了特別可惜。很多人可能就會(huì)想，如何在描述子中加入顏色信息。在這一講中，我們就重點(diǎn)介紹一下改進(jìn)的SIFT/SURF的Color Descriptor。

? ? ? ? 這里的Descriptor，其實(shí)我們可以把它當(dāng)做大家傳統(tǒng)上理解的特征。而特征，應(yīng)該具有兩個(gè)比較重要的特點(diǎn)。第一就是它應(yīng)該是最有區(qū)分度、最有代表性的，應(yīng)該盡可能減少冗余的信息。如果對(duì)于大多數(shù)物體來(lái)說(shuō)，這個(gè)變量的值非常相近，沒(méi)有什么區(qū)分性，自然不適合做特征。而另一個(gè)方面，它應(yīng)該盡可能的穩(wěn)定和魯棒。對(duì)于同樣的物體來(lái)說(shuō)，當(dāng)它因?yàn)樵肼暤淖兓蛘邎D像的旋轉(zhuǎn)、尺度變換等影響時(shí)，這個(gè)變量的值應(yīng)該是盡可能不變的（invariant）。?我們要評(píng)價(jià)一個(gè)描述子是否魯棒，重點(diǎn)就看圖像被加入噪聲后，形成的描述子是否依然穩(wěn)定（也就是特征的各維是否不發(fā)生變化）。這里所謂的噪聲，無(wú)外乎以下幾種：

? ? ? ? 這里幾乎把所有可能發(fā)生的線性變化都列出來(lái)了。可以考慮到，現(xiàn)有的灰度的SIFT/SURF特征對(duì)于1-3的變化具有不變性。這主要得益于1）他們都采用梯度的直方圖（Haar小波也是計(jì)算了梯度），這樣可以消除intensity shift。2）RGB的線性變化不影響梯度的方向。3）最終都對(duì)描述子向量做了歸一化，解決了灰度的尺度變化。這樣的話，我們需要考慮的就是如何解決4-5的顏色上的變化了。在此之前，我們先看看目前不用在SIFT/SURF上有哪些顏色特征，然后考慮把這些顏色特征放到描述子中。

? ? ? ??1、RGB histogram，最常見(jiàn)的顏色直方圖，你懂的，但是不具有任何不變性，想到這里以后還是換個(gè)特征用吧。

? ? ? ??2、Opponent histogram

? ? ? ? O1和O2表征了顏色信息，對(duì)lightintensity shift是不變的，不過(guò)O3這個(gè)直接與灰度相關(guān)的變量就不是了。

? ? ?? ?3、Hue histogram

? ? ? ? 這個(gè)大家也熟悉，它對(duì)灰度的尺度變化和增量變化具有不變性。所以說(shuō)HSV顏色空間對(duì)于RGB顏色空間，在這一點(diǎn)上有著優(yōu)勢(shì)。

? ??? ? 4、rg histogram

? ? ? ? 相當(dāng)于對(duì)rgb分量做了一個(gè)歸一化，歸一化之后r/g分量就可以描述圖像的顏色信息。其中b分量是多余的，因?yàn)閞+g+b=1。Rg直方圖對(duì)light intensity change是不變的，對(duì)于存在陰影的場(chǎng)景中可以嘗試用。

? ? ?? ?5、transformed colorhistogram

? ? ? ? 考慮到rgb直方圖對(duì)于灰度和顏色的線性變化不具有任何不變性，但是如果我們考慮對(duì)RGB三個(gè)通道分別做歸一化，歸一化的方法如：

? ? ? ? 這樣，通過(guò)減去均值可以抵消各通道的valueshift，通過(guò)除以方差可以抵消各通道的value scale change。（均值和方差以待統(tǒng)計(jì)的塊為單位進(jìn)行計(jì)算。）這樣歸一化之后的直方圖對(duì)于light color change and shift是具有不變性的。

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? ? ? ? 列舉了顏色直方圖的幾種統(tǒng)計(jì)方法之后，我們可以把他們用在SIFT/SURF描述子之中。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的SIFT/SURF描述子是對(duì)單通道進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的，當(dāng)使用上述特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)時(shí)，就是對(duì)多個(gè)通道分別計(jì)算描述子，最后形成一個(gè)多維的特征作為顏色描述子。重點(diǎn)想提一下的就是：

? ? ? ??C-SIFT：利用Opponentinformation中的 O1/O3和O2/O3作為顏色特征，這么做的目的是為了消除O1和O2中的灰度信息，但是，這樣做卻不能對(duì)intensity shift有不變性。

? ? ? ??Transformedcolor SIFT：這個(gè)特征將不僅對(duì)灰度的change和shift具有不變性，同時(shí)還對(duì)各顏色的shift和change都具有不變性;

? ? ? ??RGB-SIFT：很有意思的就是由于Transformedcolor SIFT對(duì)各通道的線性變化都具有不變性，而Transformed就是RGB特征經(jīng)過(guò)線性變換而來(lái)，因此RGB-SIFT和Transformed color SIFT具有同樣的不變性（效果是一樣的）。

? ? ? ?最后，對(duì)上面介紹的所有特征的不變性做一個(gè)總結(jié)，見(jiàn)下表，其中“+”表示對(duì)這一變化具有不變性，“-”則表示不具有這種不變性。

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jiang1st2010

原文地址：http://blog.csdn.net/jiang1st2010/article/details/7647766

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的局部特征(5)——如何利用彩色信息 Color Descriptors的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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