特征点检测算法——FAST角点

上面的算法如SIFT、SURF提取到的特征也是非常优秀（有较强的不变性），但是时间消耗依然很大，而在一个系统中，特征提取仅仅是一部分，还要进行诸如配准、提纯、融合等后续算法。这使得实时性不好，降系了统性能。

Edward Rosten和Tom Drummond两位大神经过研究，于2006年在《Machine learning for high-speed corner detection》中提出了一种FAST特征点，并在2010年稍作修改后发表了《Features From Accelerated Segment Test》，简称FAST。注意：FAST只是一种特征点检测算法，并不涉及特征点的特征描述。

FAST详解

FAST角点特征定义：若某像素与其周围邻域内足够多的像素点相差较大，则该像素可能是角点。

步骤

1、上图所示，一个以像素p为中心，半径为3的圆上，有16个像素点（p1、p2、...、p16）。

2、设定阈值t，如果这周围的16个像素中有连续的n个像素的像素值都小于 Ip−t或者有连续的n个像素都大于Ip+t， 那么这个点就被判断为角点。 opencv中默认采用Fast-9-16（还包括Fast-5-8,Fast-7-12）.即在周围取16个像素点，若超过连续9个点与中心点差值大于阈值即成为候选角点。

4、很可能大部分检测出来的点彼此之间相邻，我们要去除一部分这样的点。为了解决这一问题，我们采用了非极大值抑制的算法，对图像进行非极大值抑制，对一个角点P建立一个3*3（或5*5，7*7）的窗口，如果该窗口内出现了另一个角点Q，则比较P与Q的大小，如果P大，则将Q点删除，如果P小，则将P点删除。

得分计算公式如下（公式中用V表示得分，t表示阈值）：

opencv中角点强度计算方法不采用上面的公式所描述，而是采用最小的差值作为其角点强度值。例如若采用Fast-9-16,计算连续的9个位置与中心位置的差值的绝对值，取最小的一个差值作为其强度值。

FAST 算法特点

1、在速度上要比其他算法速度快很多

2、受图像噪声以及设定的阈值影响很大

3、FAST不产生多尺度特征而且FAST特征点没有方向信息，这样就会失去旋转不变性。