D. Lowe, Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints, International Journal of Computer Vision, 60(2):91-110, 2004.

Σχετικά έγγραφα
D. Lowe, Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints, International Journal of Computer Vision, 60(2):91-110, 2004.

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΑΛΓΟΡΙΘΜΩΝ ΕΞΑΓΩΓΗΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ

Matlab command: corner

Speeding up the Detection of Scale-Space Extrema in SIFT Based on the Complex First Order System

Ανάκτηση πολυμεσικού περιεχομένου

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΣΕΡΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕ. Πτυχιακή εργασία. Μπαδέκα Ευτυχία (AEM 1037)

ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ

Αναγνώριση Προτύπων από Εικόνες

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ - ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ. Τμήμα Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών και Πληροφορικής. Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία

6-Aνίχνευση. Ακμών - Περιγράμματος

Αυτόματη Αξιολόγηση και Συγχώνευση 2D Xαρτών Κατάληψης Πλέγματος με Χρήση Περιγραφέων Εικόνας

Digital Image Processing

Ανάλυση και Αναζήτηση Εικόνων με Μεθόδους Ανίχνευσης Τοπικών Χαρακτηριστικών

Τεχνητή Νοημοσύνη ΙΙ. Ενότητα 3: Αντίληψη. Μουστάκας Κωνσταντίνος Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Υλοποίηση σε FPGA Αλγορίθμου Συρραφής Εικόνων

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Matlab command: corner

Ειδικές Επιστηµονικές Εργασίες

Αναγνώριση γεγονότων σε δεδομένα βίντεο με χρήση αλγορίθμων Topic Modeling. Διπλωματική εργασία. Πασχαλίδου Δέσποινα Αριθμός Ειδικού Μητρώου: 7376

Νοέμβριος 2005 Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ κεφ.4 ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΚΜΩΝ ΔΠΜΣ ΗΕΠ 1/53

Νοέμβριος 2013 Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ κεφ.4 ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΑΚΜΩΝ ΔΠΜΣ ΗΕΠ 1/57

Ραδιομετρική Ενίσχυση - Χωρική Επεξεργασία Δορυφορικών Εικόνων

Advances in Digital Imaging and Computer Vision

Μάθημα 8 ο. Ανίχνευση Ακμών ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ 1

Μάθημα 8 ο. Ανίχνευση Ακμών ΤΜΗΥΠ / ΕΕΣΤ 1

Αναγνώριση κλάσεων αντικειμένων σε εικόνες

Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης Τµήµα Πληροφορικής Κατεύθυνση Ψηφιακών Μέσων. ιπλωµατική Εργασία

Μετάδοση Πολυμεσικών Υπηρεσιών Ψηφιακή Τηλεόραση

Τηλεπισκόπηση - Φωτοερμηνεία

Αναγνώριση Προτύπων. 27 Ιουνίου 2008 Ημερίδα για το ΔΠΜΣ - Ηλεκτρονική και Επεξεργασία της Πληροφορίας Τμήμα Φυσικής Πανεπιστήμιο Πάτρας

ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΜΕΘΟΔΟΥ ΑΝΑΚΤΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ

ΟΠΤΙΚΗ ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΓΙΑ ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΑΥΤΟΝΟΜΗΣ ΠΤΗΣΗΣ ΕΛΙΚΟΠΤΕΡΟΥ

ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΑΡΧΙΜΗΔΗΣ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΩΝ ΟΜΑΔΩΝ ΣΤΟ ΤΕΙ ΣΕΡΡΩΝ. Ενέργεια στ ΘΕΜΑ ΕΡΕΥΝΑΣ: ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΥ ΕΧΡΩΜΩΝ ΕΓΓΡΑΦΩΝ

References. Chapter 10 The Hough and Distance Transforms

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας. Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ

Projects Στα Ειδικά Θέµατα Επεξεργασίας Σήµατος και Εικόνας

Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα «Γεωχωρικές Τεχνολογίες» Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας. Εισηγητής Αναστάσιος Κεσίδης

K.K. Delibasis Univ. of Thessaly, Dept. of Computer Science and Biomedical Informatics, Lamia, Greece

Identifying Scenes with the Same Person in Video Content on the Basis of Scene Continuity and Face Similarity Measurement

GIS. . Harris SIFT : SIFT. SIFT Harris. GIS

Γραφικά Υπολογιστών: Αποκοπή στις 3D Διαστάσεις

ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ & ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας ΚΕΦ4 -1- ΑNIΧΝΕΥΣΗ ΑΚΜΩΝ (EDGE DETECTION)

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Κρήτης. Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής & Πολυμέσων. Πτυχιακή Εργασία

ΕΥΡΕΣΗ ΤΟΥ ΔΙΑΝΥΣΜΑΤΟΣ ΘΕΣΗΣ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΥ ΡΟΜΠΟΤ ΜΕ ΜΟΝΟΦΘΑΛΜΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΟΡΑΣΗΣ

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας. Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΕΙΚΟΝΑΣ ΜΕ ΙΣΤΟΓΡΑΜΜΑ ΔΠΜΣ ΗΕΠ 1/46

Ειδικά Θέµατα Υπολογιστικής Όρασης & Γραφικής. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης & Αθανάσιος Τσακαλίδης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Advances in Digital Imaging and Computer Vision

Digital Image Processing

DIP_04 Σημειακή επεξεργασία. ΤΕΙ Κρήτης

Ανάκτηση Εικόνας βάσει Υφής με χρήση Eye Tracker

Advances in Digital Imaging and Computer Vision

ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΚΑΙ ΔΕΙΚΤΟΔΟΤΗΣΗ ΕΙΚΟΝΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΑ ΟΠΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ IMAGE INDEXING AND CLASSIFICATION BASED ON VISUAL CHARACTERISTICS

ADVANCES IN DIGITAL AND COMPUTER VISION

Ρομποτικά Συστήματα. Ενότητα 10: Ο αλγόριθμος SIFT. Αντώνιος Τζές Ευάγγελος Δερματάς Σχολή Πολυτεχνική Τμήμα ΗΜ&ΤΥ

Wireless capsule endoscopy video classification using an unsupervised learning approach

Ανίχνευση μελανώματος σε έγχρωμες εικόνες

Παρουσίαση Νο. 5 Βελτίωση εικόνας

Ανάλυση Υφής με Τράπεζα Φίλτρων

Μεταπτυχιακό Πρόγραμμα «Γεωχωρικές Τεχνολογίες» Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας. Εισηγητής Αναστάσιος Κεσίδης

Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας. Πολυτεχνική Σχολή ΘΕΜΑΤΙΚΗ : ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΕΙΚΟΝΑΣ

Ψηφιοποίηση και Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνας

Υλοποίηση localization στα Nao robots

Digital Image Processing

Κατάτµηση Εικόνων: Ανίχνευση Ακµών και Κατάτµηση µε Κατωφλίωση

Αφαίρεση περιθωρίου και διόρθωση παραμόρφωσης σε έγγραφα από κάμερα

Gemini, FastMap, Applications. Εαρινό Εξάμηνο Τμήμα Μηχανικών Η/Υ και Πληροϕορικής Πολυτεχνική Σχολή, Πανεπιστήμιο Πατρών

DIP_04 Βελτιστοποίηση εικόνας. ΤΕΙ Κρήτης

Detection and Recognition of Traffic Signal Using Machine Learning

A = x x 1 + 2x 2 + 4

ECE 468: Digital Image Processing. Lecture 8

Abstract. Detection of Feature Points for Computer Vision. Harris. (feature point) (interest point) (corner) Moravec. Harris.

ιαφάνειες μαθήματος "Φωτογραμμετρία ΙΙΙ" (0) Γ. Καρράς_12/2011

Ψηφιακή Επεξεργασία και Ανάλυση Εικόνας Ενότητα 4 η : Βελτίωση Εικόνας. Καθ. Κωνσταντίνος Μπερμπερίδης Πολυτεχνική Σχολή Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

5-1. Industrial Vision. Machine Vision Systems : Image Acquisition Image processing Analysis/Exploitation

Μέθοδοι Αναπαράστασης Περιγραµµάτων

Ε.Α.Υ. Υπολογιστική Όραση. Κατάτμηση Εικόνας

Ευφυές Σύστημα Ανάλυσης Εικόνων Μικροσκοπίου για την Ανίχνευση Παθολογικών Κυττάρων σε Εικόνες Τεστ ΠΑΠ

Advances in Digital Imaging and Computer Vision

7.5 Ενδιάμεσο επίπεδο επεξεργασίας εικόνας

Κεφάλαιο 3 ο : Αναπαράσταση θέσης

Μέθοδοι Αναπαράστασης Περιοχών

No. 7 Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique. Jul TH166 TG659 A

Αναγνώριση Χειρονομιών της Αλφαβήτου της Ελληνικής Νοηματικής Γλώσσας με Έμφαση στην Eξαγωγή Περιστροφικά Ανεξάρτητων Οπτικών Χαρακτηριστικών

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

ΜΕΘΟΔΟΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ Η ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΞΕΙΔΙΚΕΥΣΗΣ. Υποβάλλεται στην

Εργασίες στο µάθηµα Ψηφιακής Επεξεργασίας και Αναγνώρισης Εγγράφων

Γραφικά Υπολογιστών: Θέαση στις 3D

ΚΕΣ 03: Αναγνώριση Προτύπων και Ανάλυση Εικόνας. KEΣ 03 Αναγνώριση Προτύπων και Ανάλυση Εικόνας. Κατάτµηση Εικόνων:

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ

Ενότητα 3: Μετασχηµατισµοί Έντασης & Χωρικό Φιλτράρισµα

ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ

ΙΑΤΡΙΚΗ ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΗ & ΨΗΦΙΑΚΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΕΙΚΟΝΑΣ

Εισαγωγή Αλγόριθµοι Αποτελέσµατα Επίλογος Ορισµός του Προβλήµατος Ευθυγράµµιση : Εύρεση ενός γεωµετρικού µετασχηµατισµού που ϕέρνει κοντά δύο τρισδιάσ

Τεχνητή Νοημοσύνη ΙΙ. Ενότητα 4: Αντίληψη. Μουστάκας Κωνσταντίνος Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών

HMY 795: Αναγνώριση Προτύπων

Βασίλειος Μαχαιράς Πολιτικός Μηχανικός Ph.D.

Transcript:

D. Lowe, Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints, International Journal of Computer Vision, 60(2):91-110, 2004. 1/45

Τι είναι ο SIFT-Γενικά Scale-invariant feature transform detect and describe local features in images. Proposed by David Lowe in ICCV1999. Refined in IJCV 2004. Cited more than 12000 times till now. Wildly used in image search, object recognition, video tracking, gesture recognition, etc. Νοέμβριος 2015 Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ - SIFT ΔΠΜΣ ΗΕΠ

Γιατί ο SIFT είναι τόσο δημοφιλής? Αντιστοίχηση σημείων Ανεξάρτητος της κλίμακας Ανεξάρτητος της περιστροφής Ανεξάρτητος φωτισμού Ανθεκτικός σε προσθετικό θόρυβο Ανθεκτικός σε αφφινικούς μετασχηματισμούς Ανθεκτικός σε 3D αποτύπωση Έχει μεγάλη δικριτότητα Νοέμβριος 2015 Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ - SIFT ΔΠΜΣ ΗΕΠ

Τεχνική περιγραφή του SIFT descriptor συνοπτικά 1. Προσδιορίζουμε ένα παράθυρο 16x16 σημείων γύρω από το key point 2. Διαιρούμε σε 4x4 κελιά 3. Σε κάθε κελί υπολογίζουμε το ιστόγραμμα των gradients «orientation histograms» (8 bins) 4. Τελικό διάνυσμα 8 διευθύνσεις x 16 κελιά = 128 dimensions 5. Κανονικοποιούμε, αποκόπτουμε (clip) τιμές > 0.2, κανονικοποιούμε (πάλι) 4/45

SIFT: Τι περιλαμβάνει Α. Ανίχνευση ακροτάτων στο scale-space Β. Εντοπισμός key-points Γ. Προσδιορισμός προσανατολισμού Δ. Περιγραφή detector descriptor ( ) Τοπική περιγραφή Μία εικόνα 500x500 δημιουργεί 2000 σημεία 5/45

Α. Ανίχνευση ακροτάτων στο scalespace Ψάχνουμε σε όλες τις κλίμακες (scale-space)να βρούμε σταθερά χαρακτηριστικά Για την δημιουργία των κλιμάκων (scale-space) χρησιμοποιούμε DoG filter (difference of Gaussian) 6/45

DoG filtering Συνέλιξη με variable-scale Gaussian Difference-of-Gaussian (DoG) filter Συνέλιξη με DoG filter 7/45

DoG ~Laplacian Από την εξίσωση διάχυσης G σ = σ 2 G υπολογίζουμε σ 2 G G = σ G(x, y,kσ) G(x,y, σ) kσ - σ G(x, y,kσ) G(x,y, σ) = ( k -1)σ 2 2 G Τελικά υπολογίζεται η κανονικοποιημένη Laplacian 8/45

Χώρος κλίμακας scale-space σ διπλασιάζεται στην επόμενη octave 2 2 σ 0 Υποδειγματοληψεία k s =2 k=2 (1/s) Για s=4 k=1.2 Συνέλιξη με Gaussian 2σ 0 σ 0 ( s σ) L k ( 2 σ) L k L( kσ) L( σ) Ο διαχωρισμός σε «οκτάβες» δεν είναι υποχρεωτικός αλλά είναι αποδοτικός 9/45

Ανίχνευση ακροτάτων στο scale-space L D 10/45

Εντοπισμός του key-point (σημείου ενδιαφέροντος ) ( 2 σ ) D k D( kσ ) D( σ ) X είναι το ακρότατο (μέγιστο ή ελάχιστο) μεταξύ των 26 γειτόνων 11/45

Ποιο είναι το βέλτιστο βήμα στη δειγματοληψία του scale Είναι αδύνατον να έχουμε όλα τα scales Πειραματικά βρίσκεται η βέλτιστη τιμή s=4 12/45

Β. Ακριβής εντοπισμός του key-point Προσαρμόζεται μία 3D τετραγωνική συνάρτηση για εύρεση του μεγίστου 6 5 1-1 0 +1 13/45

ΔΠΜΣ ΗΕΠ Νοέμβριος 2015 Σ. Φωτόπουλος ΨΕΕ - SIFT 14/45 1 6 5 0-1 +1 2 2 0 0 0 x ) f ''( )x f '( ) f ( (x) f + + 3 1 ˆ = x 2 2 3 2 6 2 6 2 6 ) ( x x x x x f + = + + 0 6 2 ) ( ' = = x x f 3 1 6 3 1 3 3 1 2 6 ( ˆ) 2 = + = x f 3 1 6 3 1 Aναπτυξη Taylor

15/45

Απόρριψη σημείων ακμής (όπως στο Harris corner detector) 2 D 2 x H(D) = 2 D y x 2 D x y 2 D 2 y Hessian matrix Let Δεν διαγράφονται σημεία όταν 2 Tr(H) Det(H) < (r +1) r 2 r=10 16/45

Απόρριψη σημείων χαμηλής αντίθεσης (low contrast) Εάν D(xi ) < 0. 03 το keypoint απορρίπτεται 17/45

παράδειγμα Maxima in D (DoG) keypoints 18/45

παράδειγμα Απόρριψη σημείων χαμηλής αντίθεσης 19/45

παράδειγμα Απόρριψη σημείων ακμής 20/45

Γ. Προσδιορισμός διεύθυνσης Προσδιορίζουμε μια «προεξάρχουσα» διεύθυνση για ένα keypoint L is the Gaussian-smoothed image στο πιο κοντινό scale: m θ (Lx, Ly) histogram (36 bins) 21/45

Προσδιορισμός διεύθυνσης- παράδειγμα 22/45

Προσδιορισμός διεύθυνσης παράδειγμα 23/45

Προσδιορισμός διεύθυνσης- παράδειγμα 24/45

Προσδιορισμός διεύθυνσης- παράδειγμα σ=1.5*scale of the keypoint 25/45

Προσδιορισμός διεύθυνσης- παράδειγμα 26/45

Προσδιορισμός διεύθυνσης- παράδειγμα 27/45

SIFT keypoints + διεύθυνση Εντοπισμός key points Διεύθυνση key points 28/45

2 ο παράδειγμα Αρχική εικόνα 233x89 pixels 832 αρχική επιλογή 729 μετα από απορριψη ακμών 536 Μετα από απόρριψη χαμηλού D 29/45

30/45

Αντιστοίχιση χαρακτηριστικών SIFT Για ένα σημείο x μίας εικόνας: Βρίσκουμε τα σημεία x 1 και το x 2 που έχουν τις μικρότερες αποστάσεις από την 2 η εικόνα Εάν d(x,x 1 ) / d(x,x 2 ) < 0.8 το x αντιστοιχεί στο x 1 31/45

32/45

Αναγνώριση εικόνας SIFT Features 33/45

Αναγνώριση εικόνας 34/45

Ανάκτηση εκόνας > 5000 images change in viewing angle 35/45

Ανάκτηση εκόνας 22 correct matches 36/45

Ανάκτηση εκόνας change in viewing angle + scale change > 5000 images 37/45

Αυτόματη συρραφή εικόνων 38/45

Αυτόματη συρραφή εικόνων 39/45

Αυτόματη συρραφή εικόνων 40/45

Αυτόματη συρραφή εικόνων 41/45

Αυτόματη συρραφή εικόνων 42/45