[转]SIFT,SURF,ORB,FAST 特征提取算法比较
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主要的特征检测方法有以下几种,在一般的图像处理库中(如opencv, VLFeat, Boofcv等)都会实现。
- FAST ,Machine Learning for High-speed Corner Detection, 2006
- SIFT,Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints,2004, invariant to image translation, scaling, and rotation, partially invariant to illumination changes and robust to local geometric distortion
- SURF,Speeded Up Robust Features,2006,受SIFT启发,比SIFT快,健壮
- ORB,ORB: an efficient alternative to SIFT or SURF,2011,基于FAST,比SIFT快两个数量级,可作为SIFT的替代
- BRISK,BRISK: Binary Robust Invariant Scalable Keypoints
- STAR,Censure: Center surround extremas for realtime feature detection and matching,引用次数不高
- MSER,Robust Wide Baseline Stereo from Maximally Stable Extremal Regions,2002,斑点检测
- GFTT,Good Features to Track,1994,Determines strong corners on an image
- HARRIS,Harris and M. Stephens (1988). “A combined corner and edge detector”,也是一种角点检测方法
这里主要关注SIFT,SURF,FAST,ORB的对比。
Image NO | SIFT | SURF | ORB | FAST |
---|---|---|---|---|
0 | 2414 | 4126 | 500 | 11978 |
1 | 4295 | 8129 | 500 | 16763 |
2 | 3404 | 4784 | 500 | 16191 |
3 | 1639 | 2802 | 500 | 7166 |
4 | 1510 | 1484 | 497 | 29562 |
5 | 10572 | 8309 | 500 | 720 |
6 | 191 | 187 | 295 | 16125 |
7 | 3352 | 4706 | 500 | 567 |
8 | 165 | 403 | 374 | 26701 |
9 | 4899 | 7523 | 500 | 12780 |
10 | 1979 | 4212 | 500 | 10676 |
11 | 3599 | 3294 | 500 | 663 |
12 | 163 | 168 | 287 | 7923 |
13 | 1884 | 2413 | 500 | 11681 |
14 | 2509 | 5055 | 500 | 18097 |
15 | 9177 | 4773 | 500 | 7224 |
16 | 3332 | 3217 | 500 | 20502 |
17 | 5446 | 6611 | 500 | 16553 |
18 | 4592 | 6033 | 500 | 706 |
19 | 266 | 509 | 459 | 9613 |
20 | 2087 | 2786 | 500 | 7459 |
21 | 2582 | 3651 | 500 | 12147 |
22 | 2509 | 4237 | 500 | 14890 |
23 | 1236 | 4545 | 500 | 6473 |
24 | 1311 | 2606 | 500 | 4293 |
25 | 237 | 387 | 500 | 657 |
26 | 968 | 1418 | 488 | 6609 |
Time Cost | 21.52 | 17.4 | 0.97 | 0.25 |
可以看到FAST提取了大量的特征点,在计算时间上,比SIFT SURF快两个数量级,ORB在FAST基础上得来的,特征点的质量比较高!
下面通过通过两张图片来看这几个算法匹配的效果,1639-1311-697表示图片1,2分别提取了1639,1311个keypoints,其中匹配的有697个。
Image pair | SIFT | SURF | ORB | FAST(SURF) |
---|---|---|---|---|
eiffel-1.jpg,eiffel-13.jpg | 1639-1311-697 | 2802-2606-1243 | 500-500-251 | 1196-1105-586 |
接下来是eiffel-1.jpg,eiffel-13.jpg 俩图片通过不同算法进行匹配的结果示意图。
SIFT
SURF
ORB
FAST
需要注意的地方:
* 链接的时候加上pkg-config opencv --cflags --libs
可以加入所有opencv的库
* SIFT,SURF是nonfree的,使用的时候需要方法initModule_nonfree()
,需要头文件opencv2/nonfree/nonfree.hpp
* FAST只是检测角点,要结合其他extractor如ORB,SIFT.
参考:
1.opencv feature2d
2.Feature Detection and Description
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