(بینایی ماشین متن باز) یک کتابخانه متن باز شامل بیش از صدها الگوریتم بهینه سازی شده به زبان C و ++C برای تحلیل تصویر و ویدیو است، که از زمان معرفی آن در سال ۱۹۹۹، به میزان زیادی از سوی جامعه محققین و توسعه دهندگان بینایی ماشین به عنوان ابزار توسعه پایه پذیرفته شده است. سرفصل هایی که در این آموزش به آن پرداخته شده است: درس یکم: مقدمه درس دوم: کار با تصاویر درس سوم: فیلترکردن تصاویر درس چهارم: هیستوگرام ... برای توضیحات بیشتر و تهیه این آموزش لطفا به لینک زیر مراجعه بفرمائید: http://faradars.org/courses/fvimg9405

1. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هفتم‬ ‫جلسه‬:
‫عالق‬ ‫مورد‬ ‫نقاط‬ ‫انطباق‬ ‫و‬ ‫تشخیص‬‫ه‬
‫مدرس‬:‫نیا‬ ‫شعبانی‬ ‫الهام‬
‫مصنوعی‬ ‫هوش‬ ‫دکترای‬ ‫دانشجوی‬
‫اصفهان‬ ‫دانشگاه‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

2. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫مقدمه‬
•‫در‬‫بینایی‬‫ماشین‬‫مفهوم‬Interest points‫برای‬‫حل‬‫بسیاری‬‫از‬‫مسائل‬‫در‬‫تشخیص‬،‫اشیا‬‫تثبیت‬،‫تصویر‬
‫ردیابی‬،‫ساخت‬‫مجدد‬‫سه‬‫بعدی‬‫و‬‫غیره‬‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫می‬‫گیرد‬.
•‫این‬‫مفهوم‬‫مبتنی‬‫بر‬‫این‬‫ایده‬‫است‬‫که‬‫به‬‫جای‬‫نگاه‬‫کردن‬‫به‬‫کل‬‫یک‬،‫تصویر‬‫انتخاب‬‫چند‬‫نقطه‬‫خاص‬‫در‬‫تصویر‬‫و‬
‫انجام‬‫یک‬‫تحلیل‬‫محلی‬‫روی‬‫این‬‫نقاط‬‫می‬‫تواند‬‫مفید‬‫باشد‬.
•‫این‬‫رهیافت‬‫زمانی‬‫می‬‫تواند‬‫به‬‫خوبی‬‫عمل‬‫کند‬‫که‬‫تعداد‬‫کافی‬‫از‬‫این‬‫نقاط‬‫در‬‫تصویر‬‫مورد‬‫نظر‬‫تشخی‬‫ص‬‫داده‬
،‫شوند‬‫و‬‫این‬‫نقاط‬‫قابل‬‫تشخیص‬‫و‬‫دارای‬‫ویژگی‬‫های‬‫پایداری‬،‫باشند‬‫به‬‫طوری‬‫که‬‫بتوان‬‫آن‬‫ها‬‫را‬ً‫ا‬‫دقیق‬‫م‬‫کان‬‫یابی‬
‫کرد‬.
•‫در‬‫این‬‫جلسه‬‫تعدادی‬‫تشخیص‬‫دهنده‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫را‬‫معرفی‬‫می‬‫کنیم‬‫و‬‫به‬‫شما‬‫نشان‬‫خواهیم‬‫داد‬‫که‬‫چگ‬‫ونه‬‫به‬
‫کمک‬‫توصیفگرها‬‫از‬‫آن‬‫ها‬‫در‬‫انطباق‬‫تصاویر‬‫استفاده‬‫کنید‬.
2
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

3. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫مقدمه‬
•‫در‬‫هنگام‬‫جستجو‬‫برای‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫در‬،‫تصاویر‬‫ها‬‫گوشه‬‫یک‬‫راه‬‫حل‬‫خوب‬‫به‬‫نظر‬‫می‬‫رسند‬.
•‫در‬‫حقیقت‬‫گوشه‬‫ها‬‫ویژگی‬‫های‬‫محلی‬‫هستند‬‫که‬‫می‬‫توانند‬‫به‬‫سادگی‬‫در‬‫یک‬‫تصویر‬‫موقعیت‬‫یابی‬‫ش‬‫وند‬.
•‫عالوه‬‫بر‬‫این‬‫در‬‫صحنه‬‫های‬‫معمولی‬(‫که‬‫از‬،‫دیوارها‬،‫درها‬‫پنجره‬،‫ها‬‫میز‬‫ها‬‫و‬‫از‬‫این‬‫قبیل‬‫ساخته‬‫شده‬‫اند‬)‫به‬‫وفو‬‫ر‬
‫یافت‬‫می‬‫شوند‬.
•‫نکته‬‫دیگر‬‫اینکه‬‫گوشه‬‫ها‬‫ویژگی‬‫های‬‫دوبعدی‬‫هستند‬‫که‬‫در‬‫نقطه‬‫اتصال‬‫دو‬‫لبه‬‫قرار‬‫دارند‬‫و‬‫می‬‫توانن‬‫د‬‫به‬‫دقت‬
‫موقعیت‬‫یابی‬‫شوند‬(‫حتی‬‫با‬‫دقت‬‫زیر‬‫پیکسل‬).
•‫بر‬‫خالف‬‫گوشه‬،‫ها‬‫موقعیت‬‫یابی‬‫دقیق‬‫و‬‫مکرر‬‫نقاطی‬‫که‬‫روی‬‫یک‬‫ناحیه‬‫مسطح‬‫یا‬‫روی‬‫مرز‬‫یک‬‫شیء‬‫قر‬‫ار‬،‫دارند‬
‫در‬‫تصاویر‬‫دیگر‬‫از‬‫همین‬‫شیء‬‫کار‬‫دشواری‬‫است‬.
3
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

4. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬ ‫تشخیص‬
4
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

5. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬
•‫‌گر‌ویژگی‌هریس‌یک‌روش‌کالسیک‌برای‌تشخیص‌گوشه‬‫ص‬‫تشخی‬‫ها‌در‌یک‌تصویر‌است‬.
•‫عملگر‌هریس‌به‌میانگین‌تغییر‌شدت‌روشنایی‌جهت‬‫دار‌در‌یک‌پنجره‌کوچک‌پیرامون‌یک‌نقطه‌ویژ‬‌‫گی‌فرضی‬
‫نگاه‌می‬‫کند‬‌.‌‫اگر‬(u,v)‫را‌یک‌بردار‌جابجایی‌در‌نظر‌بگیریم،‌تغییر‌شدت‌روشنایی‌متوسط‌از‌فرمول‌زی‬‌‫ر‌به‬
‫دست‌می‬‫آید‬:
𝑅 = ෍ 𝐼 𝑥 + 𝑢, 𝑦 + 𝑣 − 𝐼 𝑥, 𝑦
2
•‫جمع‌روی‌یک‌همسایگی‌در‌پیرامون‌پیکسل‌مورد‌نظر‌انجام‌می‬‌‫شود‬
5
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

6. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬
•‌‫این‬‫تغییر‌روشنایی‌متوسط‌می‬‫تواند‌در‌همه‌جهات‌ممکن‌محاسبه‌شود‬‌‌.
•‌‫طبق‌این‬‌‫تعریف‌یک‌گوشه‬‌‫‌ای‌است‬‫ه‬‫نقط‬‫که‌برای‌آن‌نقطه‌تغییر‌متوسط‌در‌بیش‌از‌یک‌جهت‌مقدار‬‌‫باالیی‌را‬
‫داراست‬‌.
•‌‫از‬‫این‌تعریف‌تست‌هریس‌به‌شکل‌زیر‌انجام‌می‬‫شود‬‌.‫ابتدا‌جهتی‌که‌بیشینه‌تغییر‌روشنایی‌مت‬‌،‫وسط‌را‌داراست‬
‫به‌دست‌می‬‫آوریم‬‌.‫سپس‌کنترل‌می‬‫کنیم‌که‌آیا‌تغییر‌روشنایی‌متوسط‌در‌جهت‌عمود‌بر‌آن‌نیز‌بز‬‌‫رگ‌است؟‬
‫اگر‌این‌گونه‌بود،‌آن‌وقت‌یک‌گوشه‌داریم‬.
6
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

7. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬
•‫از‬‫نظر‬‫ریاضی‬‫این‬‫شرط‬‫را‬‫‌توان‬‫ی‬‫م‬‫بر‬‫اساس‬‫فرمول‬‫تخمینی‬،‫زیر‬‫که‬‫از‬‫بسط‬‫تیلور‬‫استفاده‬‫می‬،‫کند‬‫ب‬‫ررسی‬‫کرد‬.
𝑅 ≈ ෍ 𝐼 𝑥, 𝑦 +
𝛿𝐼
𝛿𝑥
𝑢 +
𝛿𝐼
𝛿𝑦
𝑣 − 𝐼 𝑥, 𝑦 = ෍
𝛿𝐼
𝛿𝑥
𝑢
2
+
𝛿𝐼
𝛿𝑦
𝑣
2
+ 2
𝛿𝐼
𝛿𝑥
𝛿𝐼
𝛿𝑦
𝑢𝑣
•‫که‬‫می‬‫توان‬‫آن‬‫را‬‫به‬‫شکل‬‫ماتریسی‬‫زیر‬‫نوشت‬:
𝑅 ≈ 𝑢 𝑣
෍
𝛿𝐼
𝛿𝑥
2
෍
𝛿𝐼
𝛿𝑥
𝛿𝐼
𝛿𝑦
෍
𝛿𝐼
𝛿𝑥
𝛿𝐼
𝛿𝑦
෍
𝛿𝐼
𝛿𝑦
2
𝑢
𝑣
•‫این‬‫ماتریس‬‫یک‬‫ماتریس‬‫کوواریانس‬‫است‬.
•‫این‬‫تعریف‬‫مشتقات‬‫اول‬‫تصویر‬‫را‬‫که‬‫اغلب‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫عملگر‬‫سوبل‬‫محاسبه‬‫می‬‫شوند‬‫را‬‫در‬‫بر‬‫می‬‫گ‬‫یرد‬.
‫‌سازی‬‫ه‬‫پیاد‬‫انجام‬‫شده‬‫در‬OpenCV‫نیز‬‫از‬‫همین‬‫روش‬‫استفاده‬‫می‬‫کند‬.
7
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

8. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬
•‫می‬‫توان‬‫نشان‬‫داد‬‫که‬‫دو‬‫مقدار‬‫ویژه‬‫ماتریس‬،‫کوواریانس‬‫بیشترین‬‫تغییر‬‫روشنایی‬‫متوسط‬‫و‬‫تغییر‬‫روشنایی‬
‫متوسط‬‫در‬‫جهت‬‫عمود‬‫بر‬‫آن‬‫را‬‫به‬‫دست‬‫می‬‫آورد‬.
•‫اگر‬‫این‬‫دو‬‫مقدار‬‫ویژه‬‫کوچک‬،‫باشند‬‫ما‬‫در‬‫یک‬‫ناحیه‬ً‫ا‬‫نسبت‬‫مسطح‬‫هستیم‬.
•‫اگر‬‫یکی‬‫بزرگ‬‫و‬‫دیگری‬‫کوچک‬،‫باشد‬‫بایستی‬‫روی‬‫یک‬‫لبه‬‫قرار‬‫داشته‬‫باشیم‬.
•‫در‬‫نهایت‬‫اگر‬‫هر‬‫دو‬‫مقدار‬‫ویژه‬‫بزرگ‬،‫باشند‬‫در‬‫یک‬‫موقعیت‬‫گوشه‬‫قرار‬‫داریم‬.
•‫بنابراین‬‫شرط‬‫آن‬‫که‬‫یک‬‫نقطه‬‫به‬‫عنوان‬‫گوشه‬‫مورد‬‫قبول‬‫واقع‬‫شود‬‫آن‬‫است‬‫که‬‫مقدار‬‫ویژه‬‫‌تر‬‫ک‬‫کوچ‬‫ما‬‫تریس‬
،‫کوواریانس‬‫‌تر‬‫گ‬‫بزر‬‫از‬‫یک‬‫مقدار‬‫آستانه‬‫باشد‬.
8
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

9. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
1
2
“Corner”
1 and 2 are large,
1 ~ 2;
E increases in all
directions
1 and 2 are small;
E is almost constant
in all directions
“Edge”
1 >> 2
“Edge”
2 >> 1
“Flat”
region
Classification of
image points using
eigenvalues of M:
9
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

10. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫های‬‫گوشه‬
•‌‫به‬‌‫منظور‌اجتناب‌از‌هزینه‌باالی‌محاسبات‌مقادیر‌ویژه،‌از‬‫معیار‌دیگری‌به‌شکل‌زیر‌استفاده‌می‌شود‌ک‬‌‫ه‌تصدیق‬
‌‫می‌کند‌دو‬‫مقدار‌ویژه‌دارای‌مقادیر‌بزرگی‌هستند‬:
𝐷𝑒𝑡 𝐶 − 𝑘 • 𝑇𝑟𝑎𝑐𝑒2
(𝐶)
•‫به‌سادگی‌می‬‫توان‌ثابت‌کرد‌که‌این‌معیار‌تنها‌اگر‌هر‌دو‌مقدار‌ویژه‌بزرگ‌باشند،‌مقدار‌بزرگی‌خواهد‌د‬‫اشت‬‌.‌‫این‬
‌‫معیاری‌است‌که‌توسط‌تابع‬cv::cornerHarris‌‫در‬‫هر‌موقعیت‌پیکسلی‌محاسبه‌می‬‫شود‬‌‌.
10
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

11. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫هریس‬ ‫تابع‬
•cv::cornerHarris‫تابع‬OpenCV‫برای‬‫تشخیص‬‫گوشه‬‫های‬‫هریس‬‫‌باشد‬‫ی‬‫م‬‫که‬‫استفاده‬‫از‬‫آن‬‫بسیار‬‫سر‬
‫راست‬‫است‬.‫آن‬‫را‬‫روی‬‫یک‬‫تصویر‬‫ورودی‬‫فراخوانی‬‫کرده‬‫و‬،‫نتیجه‬‫تصویری‬‫از‬‫اعداد‬‫ممیز‬‫شناور‬‫است‬‫که‬‫اح‬‫تمال‬
‫وجود‬‫گوشه‬‫را‬‫در‬‫هر‬‫موقعیت‬‫پیکسلی‬‫نشان‬‫می‬‫دهد‬.
•‫اندازه‬‫همسایگی‬‫مورد‬‫نظر‬‫متناظر‬‫با‬‫پارامتر‬‫سوم‬‫تابع‬‫است‬.
•‫پارامتر‬‫چهارم‬،‫تابع‬‫متناظر‬‫با‬‫پنجره‬‫مورد‬‫استفاده‬‫برای‬‫محاسبه‬‫فیلتر‬‫سوبل‬‫است‬.
•‫مقدار‬k‫به‬‫عنوان‬‫پارامتر‬‫پنجم‬‫این‬‫تابع‬‫مشخص‬‫می‬‫شود‬.‫مشخص‬‫نمودن‬‫بهترین‬‫مقدار‬‫این‬‫پارامتر‬‫کمی‬‫دشوار‬
‫است‬.‫با‬‫این‬‫حال‬‫در‬‫عمل‬‫نشان‬‫داده‬‫شده‬‫است‬‫که‬‫مقداری‬‫در‬‫محدوده‬0.05‫و‬0.5ً‫ا‬‫عموم‬‫نتایج‬‫خوبی‬‫را‬‫به‬
‫همراه‬‫دارد‬.
11
C++: void cornerHarris(InputArray src, OutputArray dst, int
blockSize, int ksize,double k, int borderType=BORDER_DEFAULT )
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

12. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫بیشینه‬ ‫غیر‬ ‫های‬ ‫گوشه‬ ‫حذف‬
•‫برای‬‫بهبود‬‫نتیجه‬‫تشخیص‬،‫یک‬‫مرحله‬‫حذف‬‫غیر‬‫بیشینه‬‫اضافه‬‫می‬‫کنیم‬.
•‫در‬‫اینجا‬‫هدف‬‫حذف‬‫گوشه‬‫های‬‫هریسی‬‫است‬‫که‬‫به‬‫یکدیگر‬‫نزدیک‬‫هستند‬.‫در‬‫نتیجه‬‫برای‬‫پذیرفته‬‫ش‬،‫دن‬‫نه‬‫تنها‬
‫گوشه‬‫هریس‬‫بایستی‬‫معیاری‬‫باالتر‬‫از‬‫آستانه‬‫تعریف‬‫شده‬‫را‬‫به‬‫دست‬،‫آورند‬‫بلکه‬‫بایستی‬‫یک‬‫ب‬‫یشینه‬‫محلی‬‫نیز‬
‫باشند‬.
•‫این‬‫شرط‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫یک‬‫حقه‬‫ساده‬‫که‬‫شامل‬‫گسترش‬(dilating)‫ریخت‬‫شناسی‬‫تصویر‬‫معیار‬‫هریس‬،‫است‬
‫تست‬‫می‬‫شود‬.
•‫از‬‫آنجا‬‫که‬‫عملگر‬‫گسترش‬‫هر‬‫مقدار‬‫پیکسل‬‫را‬‫با‬‫بیشینه‬‫همسایگی‬‫تعریف‬‫شده‬‫جایگزین‬‫می‬‫کند‬،‫تنها‬‫نقاطی‬
‫بدون‬‫تغییر‬‫می‬‫مانند‬‫که‬‫بیشینه‬‫محلی‬‫باشند‬.
12
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

13. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫مثال‬
•‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫عملگر‬‫هریس‬‫گوشه‬‫ها‬‫را‬‫در‬‫تصویر‬‫زیر‬‫یافته‬‫و‬‫با‬‫یک‬‫دایره‬‫کوچک‬‫نمایش‬‫دهید‬.
13
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

14. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬ ‫تشخیص‬ ‫عمومی‬ ‫واسط‬
14
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

15. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬ ‫تشخیص‬ ‫عمومی‬ ‫واسط‬
•OpenCV 2‫واسط‬‫عمومی‬‫جدیدی‬‫را‬‫برای‬‫تشخیص‬‫دهنده‬‫های‬‫متفاوت‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫خود‬‫معرفی‬‫کرده‬‫است‬.‫این‬‫واسط‬
‫این‬‫امکان‬‫را‬‫فراهم‬‫می‬‫آورد‬‫تا‬‫تشخیص‬‫گرهای‬‫متفاوت‬‫را‬‫در‬‫یک‬‫برنامه‬‫بتوان‬‫تست‬‫کرد‬.
•‫این‬‫واسط‬‫یک‬‫کالس‬keypoint‫تعریف‬‫می‬‫کند‬‫که‬‫ویژگی‬‫های‬‫هر‬‫نقطه‬‫تشخیص‬‫داده‬‫شده‬‫را‬‫کپسوله‬‫می‬‫کند‬.‫برای‬
‫گوشه‬‫های‬،‫هریس‬‫تنها‬‫موقعیت‬‫نقاط‬‫کلیدی‬‫مد‬‫نظر‬‫هستند‬.‫تشخیصگرهای‬‫دیگری‬‫همچون‬SURF‫می‬‫توانند‬‫به‬‫یک‬
‫نقطه‬‫کلیدی‬‫ویژگی‬‫های‬‫دیگری‬‫همچون‬‫جهت‬‫را‬‫نیز‬‫انتساب‬‫دهند‬.
•‫کالس‬cv::FeatureDetector‫دو‬‫متد‬detect‫به‬‫صورت‬‫زیر‬‫را‬‫فراهم‬‫می‬‫کند‬:
•‫متد‬‫دوم‬‫اجازه‬‫می‬‫دهد‬‫تا‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫در‬‫چندین‬‫تصویر‬‫تشخیص‬‫داده‬‫شوند‬.‫این‬‫کالس‬‫متدهای‬‫دیگری‬‫را‬‫نیز‬‫ب‬‫رای‬
‫خواندن‬‫و‬‫نوشتن‬‫نقاط‬‫تشخیص‬‫داده‬‫شده‬‫در‬‫یک‬‫فایل‬‫شامل‬‫می‬‫شود‬.
15
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

16. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬ ‫تشخیص‬ ‫عمومی‬ ‫واسط‬
•‫انواع‬‫مختلف‬‫کالس‬‫هایی‬‫که‬‫برای‬‫تشخیص‬‫ویژگی‬‫های‬‫مختلف‬‫وجود‬‫دارند‬‫از‬‫کالس‬FeatureDetector
‫به‬‫ارث‬‫می‬‫برند‬.
•‫به‬‫عنوان‬‫مثال‬‫کالس‬cv::GFTTDetector‫که‬‫از‬‫تشخیص‬‫گر‬‫گوشه‬‫های‬‫هریس‬‫استفاده‬‫می‬‫کند‬‫از‬‫کالس‬
cv::FeatureDetector‫به‬‫ارث‬‫‌رود‬‫ی‬‫م‬.‫از‬‫این‬‫کالس‬‫می‬‫توان‬‫به‬‫روش‬‫زیر‬‫استفاده‬‫کرد‬.‫یعنی‬:
16
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

17. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ردگیری‬ ‫برای‬ ‫خوب‬ ‫های‬ ‫ویژگی‬
17
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

18. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫ردیابی‬ ‫برای‬ ‫خوب‬ ‫های‬
•‫این‬‫تشخیص‬‫گر‬‫که‬‫از‬‫روی‬‫تشخیص‬‫گر‬‫هریس‬‫توسعه‬‫داده‬‫شده‬‫است‬‫‌ها‬‫ه‬‫گوش‬‫را‬‫بسیار‬‫یکنواخت‬‫تر‬‫در‬‫ت‬‫صویر‬
‫توزیع‬‫‌کند‬‫ی‬‫م‬.‫این‬‫عملگر‬‫در‬‫واسط‬‫عمومی‬‫جدید‬OpenCV2‫به‬‫عنوان‬‫تشخیص‬‫گر‬‫نقاط‬،‫ویژگی‬‫‌سازی‬‫ه‬‫پیاد‬‫شده‬
‫است‬.
•‫تغییرات‬‫این‬‫نسخه‬‫نسبت‬‫به‬‫تابع‬cornerHarris:
–‫تشخیص‬‫گوشه‬‫هریس‬‫بر‬‫اساس‬‫مقادیر‬‫ویژه‬‫محاسبه‬‫شده‬‫به‬‫صورت‬‫صریح‬‫انجام‬‫می‬‫شود‬.‫در‬‫اصل‬‫این‬‫تغییر‬‫نباید‬‫به‬‫میزان‬‫چ‬‫شم‬‫گیری‬
‫نتیجه‬‫تشخیص‬‫را‬‫تحت‬‫تأثیر‬‫قرار‬‫دهد‬.‫اما‬‫از‬‫استفاده‬‫از‬‫پارامتر‬‫اختیاری‬k‫اجتناب‬‫می‬‫کند‬.
–‫تغییر‬‫دوم‬‫به‬‫مسئله‬‫خوشه‬‫بندی‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫اشاره‬‫دارد‬.‫در‬‫حقیقت‬‫‌رغم‬‫ی‬‫عل‬‫معرفی‬‫شرط‬‫بیشینه‬،‫محلی‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫معم‬ً‫ال‬‫و‬‫تمایل‬‫دارند‬
‫به‬‫صورت‬‫غیریکنواخت‬‫در‬‫تصویر‬‫توزیع‬‫شوند‬.‫که‬‫در‬‫نقاطی‬‫که‬‫دارای‬‫بافت‬‫زیادی‬،‫هستند‬‫تمرکز‬‫بیشتری‬‫را‬‫نشان‬‫می‬‫دهند‬.‫یک‬‫راه‬‫حل‬
‫این‬‫مسئله‬‫تحمیل‬‫یک‬‫فاصله‬‫کمینه‬‫بین‬‫دو‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫است‬.
–‫این‬‫کار‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫با‬‫الگوریتم‬‫زیر‬‫انجام‬‫داد‬.‫با‬‫شروع‬‫از‬‫‌ای‬‫ه‬‫نقط‬‫که‬‫قوی‬‫ترین‬‫معیار‬‫هریس‬‫را‬‫داراست‬(‫یعنی‬‫‌ترین‬‫گ‬‫بزر‬‫مقدار‬‫و‬‫یژه‬‫کمینه‬‫را‬
‫دارد‬)،‫تنها‬‫اگر‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫دارای‬‫فاصله‬‫ای‬‫بیش‬‫از‬‫این‬‫فاصله‬‫کمینه‬‫از‬‫نقاط‬‫پذیرفته‬‫شده‬‫قبلی‬‫داشته‬،‫باشند‬‫به‬‫عنوان‬‫ن‬‫قاط‬‫ویژگی‬
‫پذیرفته‬‫‌شوند‬‫ی‬‫م‬.
18
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

19. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫ردیابی‬ ‫برای‬ ‫خوب‬ ‫های‬
•‫این‬‫‌گذاری‬‫م‬‫نا‬‫به‬‫این‬‫دلیل‬‫است‬‫که‬‫ویژگی‬‫های‬‫کشف‬‫شده‬‫می‬‫توانند‬‫مجموعه‬‫شروع‬‫خوبی‬‫در‬‫ردیابی‬‫بص‬‫ری‬
‫باشند‬.‫این‬‫تابع‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫به‬‫شکل‬‫زیر‬‫فراخوانی‬‫کرد‬:
•‫عالوه‬‫بر‬‫سطح‬‫کیفیت‬‫و‬‫فاصله‬‫کمینه‬‫قابل‬‫قبول‬‫بین‬‫نقاط‬،‫ویژگی‬‫این‬‫تابع‬‫بیشینه‬‫تعداد‬‫نق‬‫اطی‬‫که‬‫باید‬
‫برگردانده‬‫شود‬‫را‬‫نیز‬‫به‬‫عنوان‬‫ورودی‬‫‌پذیرد‬‫ی‬‫م‬(‫از‬‫آنجا‬‫که‬‫نقاط‬‫بر‬‫حسب‬‫قدرتشان‬‫پذیرفته‬‫می‬‫شوند‬،‫این‬‫کار‬
‫امکان‬‫پذیر‬‫است‬).
19
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

20. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫تشخیص‬‫ویژگی‬‫های‬FAST
20
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

21. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬FAST
•‫عملگر‬‫هریس‬‫یک‬‫تعریف‬‫ریاضی‬‫رسمی‬‫برای‬‫گوشه‬‫ها‬(‫یا‬‫به‬‫طور‬‫کلی‬‫نقاط‬‫ویژگی‬)‫بر‬‫پایه‬‫نرخ‬‫تغی‬‫یرات‬‫روشنایی‬
‫در‬‫دو‬‫جهت‬‫مجاور‬‫پیشنهاد‬‫کرد‬.‫اگر‬‫چه‬‫این‬‫یک‬‫تعریف‬‫دقیق‬‫را‬‫تشکیل‬‫می‬،‫دهد‬‫نیازمند‬‫محاسبه‬‫مشتق‬‫ات‬
‫تصویر‬‫بوده‬‫که‬‫کاری‬‫هزینه‬‫بر‬‫است‬.‫به‬‫خصوص‬‫اگر‬‫این‬‫واقعیت‬‫را‬‫در‬‫نظر‬‫داشته‬‫باشیم‬‫که‬‫تشخیص‬‫نقطه‬،‫ویژگی‬
‫اغلب‬‫گام‬‫اول‬‫در‬‫یک‬‫الگوریتم‬‫بسیار‬‫پیچیده‬‫تر‬‫است‬.
•‫در‬‫این‬‫دستورالعمل‬‫ما‬‫‌گر‬‫ص‬‫تشخی‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫دیگری‬‫را‬‫ارائه‬‫می‬‫دهیم‬.‫که‬‫به‬‫طور‬‫خاص‬‫برای‬‫تشخیص‬‫سریع‬
‫نقاط‬‫ویژگی‬‫در‬‫یک‬‫تصویر‬‫طراحی‬‫شده‬‫است‬.‫که‬‫در‬‫آن‬‫‌گیری‬‫م‬‫تصمی‬‫برای‬‫پذیرش‬‫یا‬‫رد‬‫یک‬‫نقطه‬‫ک‬‫لیدی‬‫تنها‬‫بر‬
‫اساس‬‫مقایسه‬‫چند‬‫پیکسل‬‫انجام‬‫می‬‫شود‬.
21
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

22. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬FAST
•‫مانند‬‫گوشه‬،‫هریس‬‫الگوریتم‬‫ویژگی‬FAST(Features from Accelerated Segment Test)‫از‬‫تعریف‬
‫آنچه‬‫که‬‫یک‬‫گوشه‬‫را‬‫می‬،‫سازد‬‫ریشه‬‫گرفته‬‫است‬.‫این‬،‫بار‬‫این‬‫تعریف‬‫بر‬‫اساس‬‫شدت‬‫تصویر‬‫حول‬‫یک‬‫نقطه‬
‫ویژگی‬‫فرضی‬‫است‬.
•‫تصمیم‬‫گیری‬‫برای‬‫قبول‬‫یک‬‫نقطه‬‫کلیدی‬‫با‬‫بررسی‬‫دایره‬‫ای‬‫از‬‫پیکسل‬‫ها‬‫به‬‫مرکز‬‫نقطه‬‫انتخاب‬‫ش‬‫ده‬‫انجام‬‫می‬-
‫شود‬.‫اگر‬‫کمانی‬‫از‬‫نقاط‬‫پیوسته‬‫به‬‫طولی‬‫‌تر‬‫گ‬‫بزر‬‫از‬3
4
‫محیط‬‫دایره‬‫پیدا‬‫شود‬‫به‬‫صورتی‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫همه‬‫پیکسل‬‫ها‬
‫به‬‫میزان‬‫قابل‬‫توجهی‬‫از‬‫نظر‬‫شدت‬‫روشنایی‬‫با‬‫نقطه‬‫مرکزی‬‫متفاوت‬،‫باشند‬‫آنگاه‬‫این‬‫نقطه‬‫یک‬‫نقط‬‫ه‬‫کلیدی‬
‫خواهد‬‫بود‬.
•‫این‬‫یک‬‫تست‬‫ساده‬‫است‬‫که‬‫می‬‫تواند‬‫به‬‫سرعت‬‫محاسبه‬‫شود‬.‫عالوه‬‫بر‬،‫این‬‫الگوریتم‬‫از‬‫یک‬‫حقه‬‫دیگ‬‫ر‬‫برای‬
‫تسریع‬‫بیشتر‬‫فرآیند‬‫استفاده‬‫می‬‫کند‬.‫در‬‫واقع‬‫اگر‬‫ابتدا‬‫چهار‬‫نقطه‬‫مجزا‬‫با‬90‫درجه‬‫فاصله‬‫را‬‫روی‬‫دایره‬(‫برای‬
‫مثال‬‫نقاط‬،‫باال‬،‫پایین‬‫چپ‬‫و‬‫راست‬)‫بررسی‬،‫کنیم‬‫به‬‫راحتی‬‫می‬‫توان‬‫نشان‬‫داد‬‫که‬‫برای‬‫ارضاء‬‫شرط‬‫ف‬‫وق‬‫حداقل‬
‫سه‬‫تا‬‫از‬‫این‬‫نقاط‬‫بایستی‬‫همگی‬‫روشن‬‫تر‬‫یا‬‫‌تر‬‫ک‬‫تاری‬‫از‬‫پیکسل‬‫مرکزی‬‫باشند‬.‫اگر‬‫‌گونه‬‫ن‬‫ای‬‫نباش‬،‫د‬‫نقطه‬ً‫ا‬‫فور‬‫رد‬
‫می‬‫شود‬.‫بدون‬‫اینکه‬‫نقاط‬‫دیگری‬‫روی‬‫محیط‬‫بررسی‬‫شود‬.
22
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

23. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬FAST
•‫چهار‬‫‌ای‬‫ه‬‫نقط‬‫که‬‫در‬‫اینجا‬‫برای‬‫تست‬‫اولیه‬‫استفاده‬‫می‬‫شوند‬1،5،9‫و‬13‫هستند‬.
•‫مانند‬‫ویژگی‬‫های‬‫هریس‬‫اغلب‬‫بهتر‬‫است‬‫حذف‬‫غیر‬‫بیشینه‬‫را‬‫روی‬‫گوشه‬‫های‬‫پیدا‬‫شده‬‫انجام‬‫دهیم‬.‫بناب‬‫راین‬‫یک‬
‫معیار‬‫قدرت‬‫گوشه‬‫بایستی‬‫تعریف‬‫شود‬.‫قدرت‬‫یک‬‫گوشه‬‫از‬‫جمع‬‫قدر‬‫مطلق‬‫تفاضل‬‫بین‬‫پیکسل‬‫مر‬‫کزی‬‫و‬
‫پیکسل‬‫هایی‬‫که‬‫روی‬‫کمان‬‫پیوسته‬‫شناسایی‬‫شده‬،‫اند‬‫به‬‫دست‬‫می‬‫آید‬.
•‫این‬‫الگوریتم‬‫منجر‬‫به‬‫تشخیص‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫خیلی‬‫سریع‬‫می‬‫شود‬.‫و‬‫بایستی‬‫در‬‫زمانی‬‫که‬‫سرعت‬‫اه‬‫میت‬‫دارد‬
‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫گیرد‬.‫برای‬‫مثال‬‫این‬‫مسئله‬‫در‬‫کاربردهای‬‫ردیابی‬‫بصری‬‫که‬‫چندین‬‫نقطه‬‫بایست‬‫ی‬‫در‬‫یک‬‫دنباله‬
‫ویدیویی‬‫با‬‫نرخ‬‫فریم‬‫در‬‫ثانیه‬‫باالیی‬‫ردیابی‬،‫شوند‬‫حائز‬‫اهمیت‬‫است‬.
23
•‫در‬،‫اصل‬‫شعاع‬‫دایره‬‫پیکسل‬‫های‬‫مورد‬‫بررسی‬‫باید‬‫یک‬‫پارامتر‬‫م‬‫تد‬
‫باشد‬.‫با‬‫این‬‫حال‬‫در‬‫عمل‬‫نشان‬‫داده‬‫شده‬‫است‬‫که‬‫مقدار‬3‫برای‬‫شعاع‬
‫هم‬‫نتایج‬‫خوب‬‫و‬‫هم‬‫کارایی‬‫خوبی‬‫را‬‫به‬‫دنبال‬‫دارد‬.‫در‬‫چنین‬‫‌ا‬‫ه‬‫دایر‬‫ی‬
16‫پیکسل‬‫روی‬‫محیط‬‫دایره‬‫مطابق‬‫شکل‬‫باید‬‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫ش‬‫وند‬‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

24. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬FAST
24
•‫استفاده‬‫از‬‫واسط‬‫عمومی‬OpenCV 2‫برای‬‫تشخیص‬‫نقطه‬،‫ویژگی‬‫توسعه‬
‫هر‬‫تشخیص‬‫گر‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫را‬‫آسان‬‫می‬‫کند‬:
•‫همچنین‬OpenCV‫یک‬‫تابع‬‫عمومی‬‫برای‬‫ترسیم‬‫نقاط‬‫کلیدی‬‫بر‬‫روی‬‫یک‬
‫تصویر‬‫پیشنهاد‬‫می‬‫کند‬:
‫با‬‫مشخص‬‫کردن‬‫پرچم‬‫ترسیم‬،‫انتخابی‬‫نقاط‬‫کلیدی‬‫روی‬‫تصویر‬‫خروجی‬‫ترسیم‬
‫خواهند‬‫شد‬.‫یک‬‫امکان‬‫جالب‬‫مشخص‬‫کردن‬‫مقداری‬‫منفی‬‫برای‬‫رنگ‬‫نقطه‬
‫کلیدی‬‫است‬.‫در‬‫این‬‫حالت‬‫یک‬‫رنگ‬‫تصادفی‬‫متفاوت‬‫برای‬‫هر‬‫دایره‬‫ترسی‬‫م‬‫شده‬
‫انتخاب‬‫خواهد‬‫شد‬.
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

25. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫مثال‬
•‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫واسط‬‫عمومی‬OpenCV‫نقاط‬‫ویژگی‬‫را‬‫در‬‫تصویر‬‫زیر‬‫با‬‫کمک‬‫عملگرهای‬‫مختلف‬‫یافته‬‫و‬‫با‬‫ی‬‫ک‬
‫دایره‬‫کوچک‬‫در‬‫محل‬‫ویژگی‬‫نمایش‬‫می‬‫دهیم‬.
25
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

26. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫تشخیص‬‫ویژگی‬‫مقیاس‬ ‫برابر‬ ‫در‬ ‫مقاوم‬ ‫های‬SURF
26
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

27. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫توجه‬
•‫متاسفانه‬SIFT‫و‬SURF‫به‬‫دلیل‬‫آنکه‬‫الگوریتم‬‫های‬‫غیر‬‫رایگان‬‫هستند‬‫دیگر‬‫به‬‫صورت‬‫پیش‬‫فرض‬‫همراه‬‫با‬OpenCV
‫نصب‬‫نمی‬‫شوند‬(‫از‬OpenCV 3‫به‬،‫بعد‬‫آموزش‬‫ارائه‬‫شده‬‫در‬‫این‬‫اسالیدها‬‫متعلق‬‫به‬OpenCV 2.4‫است‬).
•‫در‬‫واقع‬‫هر‬‫دوی‬‫این‬‫الگوریتم‬‫ها‬‫ثبت‬‫اختراع‬‫شده‬‫اند‬‫و‬‫نیاز‬‫به‬‫مجوز‬‫برای‬‫کاربردهای‬‫تجاری‬‫دارند‬.
•‫از‬‫این‬‫رو‬‫تصمیم‬‫گرفته‬‫شده‬‫است‬‫که‬‫الگوریتم‬‫های‬‫غیر‬،‫رایگان‬‫به‬‫بسته‬Opencv_contrib‫منتقل‬‫شوند‬.‫این‬‫بسته‬‫به‬
‫صورت‬‫پیش‬‫فرض‬‫همراه‬‫با‬OpenCV‫نصب‬‫نمی‬،‫شود‬‫بلکه‬‫بایستی‬‫در‬‫هنگام‬‫نصب‬Opencv_contrib support‫فعال‬
‫باشد‬.
27
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

28. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬SURF
•‫زمانی‬‫که‬‫سعی‬‫می‬‫کنیم‬‫ویژگی‬‫های‬‫مختلف‬‫را‬‫در‬‫تصاویر‬‫مختلف‬‫باهم‬‫انطباق‬،‫دهیم‬‫اغلب‬‫با‬‫مسئله‬‫ت‬‫غییر‬‫مقیاس‬
‫روبرو‬‫می‬‫شویم‬.‫یعنی‬‫تصاویر‬‫مختلفی‬‫که‬‫باید‬‫تحلیل‬‫شوند‬‫ممکن‬‫است‬‫از‬‫فواصل‬‫مختلفی‬‫نسبت‬‫به‬‫اشیای‬‫مورد‬
،‫نظر‬‫گرفته‬‫شده‬‫باشند‬.‫و‬‫در‬‫نتیجه‬‫تصویر‬‫این‬‫اشیا‬‫در‬‫اندازه‬‫های‬‫مختلف‬‫وجود‬‫داشته‬‫باشد‬.‫اگر‬‫سعی‬‫کنیم‬‫یک‬
‫ویژگی‬‫را‬‫از‬‫دو‬‫تصویر‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫یک‬‫همسایگی‬‫با‬‫طول‬‫ثابت‬‫انطباق‬،‫دهیم‬‫به‬‫دلیل‬‫تغییر‬‫مقیا‬‫س‬‫الگوهای‬
‫شدت‬‫روشنایی‬‫آن‬‫ها‬‫با‬‫یکدیگر‬‫تطبیق‬‫نخواهد‬‫یافت‬.
•‫برای‬‫حل‬‫این‬‫مسئله‬‫مفهوم‬‫ویژگی‬‫های‬‫مقاوم‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫در‬‫بینایی‬‫ماشین‬‫مطرح‬‫شده‬‫است‬.‫ایده‬‫اص‬‫لی‬‫در‬
‫اینجا‬‫داشتن‬‫یک‬‫ضریب‬،‫مقیاس‬‫متناظر‬‫با‬‫هر‬‫یک‬‫از‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫تشخیص‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.‫در‬‫سال‬‫های‬‫ا‬‫خیر‬
‫چندین‬‫ویژگی‬‫مقاوم‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫پیشنهاد‬‫شده‬‫اند‬‫که‬‫این‬‫دستورالعمل‬‫یکی‬‫از‬‫آن‬‫ها‬‫را‬‫یعنی‬‫ویژگ‬‫ی‬‫های‬
SURF‫را‬‫ارائه‬‫می‬‫دهد‬.SURF(Speeded Up Robust Features)‫مخفف‬‫ویژگی‬‫های‬‫مقاوم‬‫تسریع‬‫داده‬
‫شده‬‫است‬.‫و‬‫همان‬‫طور‬‫که‬‫خواهیم‬‫دید‬‫این‬‫ویژگی‬‫ها‬‫نه‬‫تنها‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫مقاوم‬‫هستند‬‫بلکه‬‫بسیار‬‫ک‬‫ارا‬
‫محاسبه‬‫می‬‫شوند‬.
28
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

29. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬SURF
•‫مشتقات‬‫یک‬‫تصویر‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫به‬‫کمک‬‫فیلترهای‬‫گاوسی‬‫تخمین‬‫زد‬.‫این‬‫فیلترها‬‫از‬‫یک‬‫پارامتر‬‫سیگما‬‫که‬‫اندازه‬‫هسته‬
‫را‬‫تعریف‬‫می‬،‫کند‬‫استفاده‬‫می‬‫کنند‬.‫این‬‫سیگما‬‫متناظر‬‫با‬‫واریانس‬‫تابع‬‫گاوسی‬‫مورد‬‫استفاده‬‫برای‬‫ساخت‬‫فیلتر‬‫است‬.‫و‬
‫به‬‫صورت‬‫غیر‬‫صریح‬‫مقیاسی‬‫را‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫مشتقات‬‫تخمین‬‫زده‬‫می‬‫شوند‬‫را‬‫تعریف‬‫می‬‫کند‬.‫در‬‫حقیقت‬‫فیلت‬‫ری‬‫که‬‫مقدار‬
‫سیگمای‬‫‌تری‬‫گ‬‫بزر‬،‫دارد‬‫جزئیات‬‫ظریف‬‫تری‬‫از‬‫تصویر‬‫را‬‫هموار‬‫می‬‫کند‬.‫به‬‫همین‬‫دلیل‬‫گفته‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫روی‬‫م‬‫قیاس‬
‫‌تری‬‫گ‬‫بزر‬‫عمل‬‫می‬‫کند‬.
•‫اکنون‬‫اگر‬‫برای‬‫مثال‬‫الپالسین‬‫یک‬‫نقطه‬‫تصویر‬‫داده‬‫شده‬‫را‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫فیلترهای‬‫گاوسی‬‫در‬‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬
‫محاسبه‬،‫کنیم‬‫مقادیر‬‫مختلفی‬‫به‬‫دست‬‫می‬‫آیند‬.‫با‬‫نگاهی‬‫به‬‫تغییر‬‫پاسخ‬‫فیلتر‬‫در‬‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬‫ب‬‫ه‬‫یک‬‫منحنی‬
‫می‬‫رسیم‬‫که‬‫در‬‫نهایت‬‫در‬‫مقداری‬‫از‬‫سیگما‬‫به‬‫یک‬‫مقدار‬‫بیشینه‬‫می‬‫رسد‬.
•‫حال‬‫اگر‬‫این‬‫مقدار‬‫بیشینه‬‫را‬‫برای‬‫دو‬‫تصویر‬‫از‬‫یک‬‫شیء‬‫که‬‫در‬‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬‫گرفته‬‫شده‬،‫اند‬‫استخراج‬،‫کنیم‬‫آنگاه‬
‫نسبت‬‫این‬‫دو‬،‫مقدار‬‫سیگمای‬‫بیشینه‬‫متناظر‬‫با‬‫نسبت‬‫مقیاس‬‫هایی‬‫است‬‫که‬‫این‬‫دو‬‫تصویر‬‫در‬‫آن‬‫گرفت‬‫ه‬‫شده‬‫اند‬.‫این‬
‫مشاهده‬،‫مهم‬‫قلب‬‫فرآیند‬‫استخراج‬‫ویژگی‬‫های‬‫مقاوم‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫است‬.‫یعنی‬‫ویژگی‬‫های‬‫مقاوم‬‫در‬‫برابر‬‫مقی‬‫اس‬
‫بایستی‬‫به‬‫عنوان‬‫بیشینه‬‫محلی‬‫هم‬‫در‬‫فضای‬‫مکانی‬(‫درون‬‫تصویر‬)‫و‬‫هم‬‫در‬‫فضای‬‫مقیاس‬(‫که‬‫از‬‫فیلترهای‬‫مشتق‬‫در‬
‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬‫اعمال‬‫می‬‫شوند‬)‫تشخیص‬‫داده‬‫شوند‬.
29
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

30. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬SURF
•SURF‫این‬‫ایده‬‫را‬‫به‬‫صورت‬‫زیر‬‫‌سازی‬‫ه‬‫پیاد‬‫می‬‫کند‬.‫در‬‫ابتدا‬‫برای‬‫تشخیص‬‫ویژگی‬،‫ها‬‫ماتریس‬‫هسین‬‫در‬‫هر‬‫پ‬‫یکسل‬
‫محاسبه‬‫می‬‫شود‬.‫این‬‫به‬‫صورت‬‫زیر‬‫تعریف‬‫می‬‫شود‬:
•‫دترمینان‬‫این‬‫ماتریس‬‫معرف‬‫قدرت‬‫این‬‫انحنا‬‫است‬.‫سپس‬‫ایده‬‫کار‬‫تعریف‬‫گوشه‬‫ها‬‫به‬‫عنوان‬‫نقاطی‬‫از‬‫تصویر‬‫است‬‫که‬
‫انحنای‬‫محلی‬‫باالیی‬‫دارند‬(‫یعنی‬‫تغییر‬‫زیاد‬‫در‬‫بیش‬‫از‬‫یک‬‫جهت‬).‫از‬‫آنجا‬‫که‬‫این‬‫ماتریس‬‫از‬‫مشتقات‬‫مرتب‬‫ه‬‫دوم‬
‫تشکیل‬‫شده‬،‫است‬‫می‬‫توان‬‫آن‬‫را‬‫به‬‫کمک‬‫هسته‬‫های‬‫گاوسی‬‫الپالسی‬‫با‬‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬‫سیگما‬‫محاسبه‬‫کرد‬.‫آنگاه‬
،‫هسین‬‫تابعی‬‫از‬‫سه‬‫متغیر‬‫خواهد‬‫بود‬:H(x,y,σ).
•‫بنابراین‬‫زمانی‬‫یک‬‫ویژگی‬‫مقاوم‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫به‬‫دست‬‫‌آید‬‫ی‬‫م‬‫که‬‫دترمینان‬‫ماتریس‬‫هسین‬‫هم‬‫در‬‫فضای‬‫مکانی‬‫و‬‫هم‬
‫در‬‫فضای‬‫مقیاس‬‫یک‬‫بیشینه‬‫محلی‬‫باشد‬(‫یعنی‬‫باید‬‫یک‬‫حذف‬‫غیر‬‫بیشینه‬3×3×3‫انجام‬‫شود‬).‫با‬‫این‬‫همه‬‫این‬
‫دترمینان‬‫بایستی‬‫یک‬‫مقدار‬‫کمینه‬‫را‬‫دارا‬‫باشد‬.
30
𝐻 𝑥, 𝑦 =
𝛿2
𝐼
𝛿𝑥2
𝛿2
𝐼
𝛿𝑥𝛿𝑦
𝛿2
𝐼
𝛿𝑥𝛿𝑦
𝛿2
𝐼
𝛿𝑦2‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

31. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬SURF
•‫محاسبه‬‫همه‬‫این‬‫مشتقات‬‫در‬‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬‫به‬‫لحاظ‬‫محاسباتی‬‫دارای‬‫بسیار‬‫سنگین‬‫است‬.‫هدف‬‫الگوریتم‬SURF‫آن‬
‫است‬‫که‬‫این‬‫فرآیند‬‫را‬‫تا‬‫حد‬‫امکان‬‫کارآمدتر‬‫نماید‬.‫این‬‫کار‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫هسته‬‫های‬‫گاوسی‬‫تخمینی‬‫که‬‫تنها‬‫با‬‫چن‬‫د‬‫جمع‬
‫صحیح‬‫درگیر‬،‫هستند‬‫انجام‬‫می‬‫شود‬.‫این‬‫هسته‬‫ها‬‫دارای‬‫ساختار‬‫زیر‬‫هستند‬:
•‫از‬‫هسته‬‫سمت‬‫چپ‬‫برای‬‫تخمین‬‫مشتقات‬‫ترکیبی‬‫مرتبه‬‫دوم‬‫استفاده‬‫می‬‫شود‬.‫در‬‫حالی‬‫که‬‫سمت‬‫راستی‬‫مشتق‬‫مرت‬‫به‬‫دو‬‫را‬‫در‬
‫جهت‬‫عمودی‬‫تخمین‬‫می‬‫زند‬.‫یک‬‫نسخه‬‫دوران‬‫داده‬‫شده‬‫از‬‫این‬‫هسته‬،‫دوم‬‫مشتق‬‫مرتبه‬‫دو‬‫در‬‫جهت‬‫افقی‬‫را‬‫تخمین‬‫می‬‫زند‬.
‫‌ترین‬‫ک‬‫کوچ‬‫هسته‬‫دارای‬‫اندازه‬9×9‫پیکسل‬‫متناظر‬‫با‬σ≈1.2‫است‬.‫سپس‬‫هسته‬‫هایی‬‫با‬‫‌های‬‫ه‬‫انداز‬‫‌تر‬‫گ‬‫بزر‬‫به‬‫صورت‬‫پیاپی‬
‫اعمال‬‫می‬‫شوند‬.‫تعداد‬‫دقیق‬‫فیلتری‬‫که‬‫باید‬‫اعمال‬،‫شود‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫با‬‫پارامترهای‬‫دیگر‬‫کالس‬SURF‫مشخص‬‫نمود‬.‫به‬‫طور‬
‫پیش‬‫فرض‬12‫اندازه‬‫مختلف‬‫از‬‫هسته‬‫ها‬‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫می‬‫گیرد‬(‫که‬‫اندازه‬‫آن‬‫ها‬‫تا‬99×99‫می‬‫رسد‬).
31
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

32. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬SURF
•‫با‬‫شناسایی‬‫بیشینه‬،‫محلی‬‫موقعیت‬‫دقیق‬‫هر‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫تشخیص‬‫داده‬‫شده‬‫از‬‫طریق‬‫‌یابی‬‫ن‬‫درو‬‫در‬‫فضای‬‫تص‬‫ویر‬‫و‬‫مقیاس‬‫به‬
‫دست‬‫می‬‫آید‬.‫آنگاه‬،‫نتیجه‬‫مجموعه‬‫ای‬‫از‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫است‬‫که‬‫با‬‫دقت‬‫زیر‬‫پیکسل‬‫مکان‬‫یابی‬‫شده‬‫و‬‫برای‬‫آن‬‫ها‬‫یک‬‫م‬‫قدار‬
‫مقیاس‬‫انتساب‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.
•‫الگوریتم‬SURF‫به‬‫عنوان‬‫نسخه‬‫سریعی‬‫از‬‫الگوریتم‬‫معروف‬SIFT(‫یک‬‫تشخیص‬‫دهنده‬‫ویژگی‬‫مقاوم‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫دیگر‬)
‫توسعه‬‫داده‬‫شده‬‫است‬.SIFT‫نیز‬‫ویژگی‬‫ها‬‫را‬‫به‬‫شکل‬‫بیشینه‬‫محلی‬‫در‬‫فضای‬‫تصویر‬‫و‬‫مقیاس‬‫تشخیص‬‫می‬‫دهد‬.‫اما‬‫ب‬‫ه‬‫جای‬
‫دترمینان‬‫هسین‬‫از‬‫پاسخ‬‫فیلتر‬‫الپالسین‬‫استفاده‬‫می‬‫کند‬.‫این‬‫الپالسین‬‫در‬‫مقیاس‬‫های‬‫مختلف‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫ت‬‫فاضل‬‫فیلترهای‬
‫گاوسی‬‫محاسبه‬‫می‬‫شود‬.OpenCV‫دارای‬‫یک‬‫کالس‬‫پوشاننده‬‫است‬‫که‬‫این‬‫ویژگی‬‫ها‬‫را‬‫تشخیص‬‫می‬‫دهد‬.‫و‬‫به‬‫روشی‬‫شبی‬‫ه‬
‫ویژگی‬‫های‬SURF‫فراخوانی‬‫می‬‫شود‬:
32
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

33. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫های‬SURF
33
•‫در‬‫‌سازی‬‫ه‬‫پیاد‬‫که‬‫از‬‫‌های‬‫ی‬‫ویژگ‬SURF‫در‬OpenCv‫انجام‬‫گرفته‬‫است‬
ً‫ا‬‫مجدد‬‫از‬‫واسط‬cv::FeatureDetector‫استفاده‬‫شده‬‫است‬.‫بنابراین‬
‫تشخیص‬‫این‬‫ویژگی‬‫ها‬‫مشابه‬‫دستورالعمل‬‫قبلی‬‫خواهد‬‫بود‬:
•‫برای‬‫ترسیم‬‫این‬‫ویژگی‬‫ها‬ً‫ا‬‫مجدد‬‫از‬‫تابع‬cv::drawKeypoints‫استفاده‬
‫می‬‫کنیم‬.‫اما‬‫این‬‫بار‬‫از‬‫ماسک‬‫دیگری‬‫استفاده‬،‫‌کنیم‬‫ی‬‫م‬‫چرا‬‫که‬‫م‬‫ی‬-
‫خواهیم‬‫ضریب‬‫وزنی‬‫متناظر‬‫با‬‫هر‬‫ویژگی‬‫نیز‬‫نمایش‬‫داده‬‫شود‬:
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

34. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬‫دیگر‬ ‫های‬
•‫عالوه‬‫بر‬‫عملگرهای‬‫گفته‬‫شده‬‫برای‬‫تشخیص‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫عملگرهای‬‫دیگری‬‫نیز‬‫برای‬‫اینکار‬‫در‬OpenCV‫وجود‬‫دارد‬.
•‫از‬‫جمله‬:
–MSER
–ORB
–BRISK
–KAZE
–AKAZE
34
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

35. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫توصیفگرها‬
35
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

36. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫توصیف‬‫ویژگیهای‬SURF
•‫الگوریتم‬SURF‫که‬‫در‬‫دستورالعمل‬‫قبل‬‫توضیح‬‫داده‬،‫شد‬‫یک‬‫موقعیت‬‫و‬‫یک‬‫مقیاس‬‫برای‬‫هر‬‫یک‬‫از‬‫ویژگ‬‫ی‬‫های‬
‫تشخیص‬‫داده‬‫شده‬‫تعریف‬‫می‬‫کند‬.‫این‬‫ضریب‬‫مقیاس‬‫می‬‫تواند‬‫برای‬‫تعریف‬‫اندازه‬‫یک‬‫پنجره‬‫حول‬‫نق‬‫طه‬‫ویژگی‬
‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫گیرد‬.‫به‬‫طوری‬‫که‬‫همسایگی‬‫تعریف‬‫شده‬‫‌نظر‬‫ف‬‫صر‬‫از‬‫اینکه‬‫شیء‬‫ای‬‫که‬‫ویژگی‬‫به‬‫آن‬‫تعلق‬
‫دارد‬‫در‬‫چه‬‫مقیاسی‬‫تصویربرداری‬‫شده‬،‫است‬‫همان‬‫اطالعات‬‫بصری‬‫را‬‫شامل‬‫شود‬.‫عالوه‬‫بر‬‫این‬‫اطالعات‬‫بص‬‫ری‬‫در‬
‫این‬‫همسایگی‬‫می‬‫تواند‬‫برای‬‫توصیف‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫برای‬‫تمایز‬‫آن‬‫از‬‫دیگر‬‫نقاط‬‫مورد‬‫استفاده‬‫قرار‬‫گی‬‫رد‬.
•‫این‬‫دستورالعمل‬‫به‬‫شما‬‫نشان‬‫خواهد‬‫داد‬‫که‬‫چگونه‬‫یک‬‫همسایگی‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫را‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫توصی‬‫ف‬‫گرهای‬
‫فشرده‬‫توصیف‬‫کنید‬.
•‫در‬‫انطباق‬،‫ویژگی‬‫‌های‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫ویژگی‬ً‫ال‬‫معمو‬‫بردارهای‬N‫بعدی‬‫هستند‬‫که‬‫یک‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫را‬‫توصیف‬
‫می‬‫کنند‬.‫به‬‫صورت‬‫ایده‬‫آل‬‫این‬‫کار‬‫به‬‫گونه‬‫ای‬‫انجام‬‫می‬‫شود‬‫که‬‫نسبت‬‫به‬‫تغییرات‬‫نوری‬‫و‬‫تغییرات‬‫پ‬‫رسپکتیو‬
‫کوچک‬‫بدون‬‫تغییر‬‫باشد‬.‫عالوه‬‫بر‬،‫این‬‫‌های‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫خوب‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫یک‬‫معیار‬‫فاص‬‫له‬‫ساده‬
(‫برای‬‫مثال‬‫فاصله‬‫اقلیدسی‬)‫مقایسه‬‫کرد‬.‫بنابراین‬‫‌ها‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫می‬‫توانند‬‫ابزار‬‫بسیار‬‫قدرتمن‬‫دی‬‫برای‬‫استفاده‬
‫در‬‫الگوریتم‬‫های‬‫انطباق‬‫ویژگی‬‫باشند‬.
36
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

37. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫توصیف‬‫ویژگیهای‬SURF
•.OpenCV 2‫یک‬‫کالس‬‫عمومی‬‫که‬‫در‬‫آن‬‫یک‬‫رابط‬‫یکسان‬‫برای‬‫استخراج‬‫‌های‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫نقاط‬‫ویژ‬‫گی‬
‫متفاوت‬‫تعریف‬‫شده‬،‫است‬‫معرفی‬‫کرده‬‫است‬.‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫این‬،‫رابط‬‫‌کننده‬‫ف‬‫توصی‬‫نقاط‬‫ویژگی‬‫در‬‫ق‬‫الب‬‫برداری‬
(std::vector)‫از‬cv::Keypoint‫به‬‫فرم‬‫زیر‬‫به‬‫دست‬‫‌آید‬‫ی‬‫م‬:
•،‫نتیجه‬‫ماتریسی‬‫است‬(‫یعنی‬‫یک‬‫مورد‬cv:: Mat‫است‬)‫که‬‫تعداد‬‫سطرهای‬‫آن‬‫برابر‬‫است‬‫با‬‫تعداد‬‫عناصر‬‫در‬
‫بردار‬keypoint.‫هر‬‫یک‬‫از‬‫این‬‫سطرها‬‫یک‬‫بردار‬‫‌کننده‬‫ف‬‫توصی‬N‫بعدی‬‫است‬.‫برای‬‫‌کننده‬‫ف‬‫توصی‬SURF‫به‬
‫طور‬‫پیش‬‫فرض‬‫این‬‫اندازه‬‫برابر‬64‫است‬.‫این‬‫بردار‬‫الگوی‬‫شدت‬‫روشنایی‬‫حول‬‫یک‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫را‬‫توصیف‬‫می‬-
‫کند‬.‫هر‬‫چقدر‬‫دو‬‫نقطه‬‫ویژگی‬‫شبیه‬‫تر‬،‫باشند‬‫بردارهای‬‫توصیف‬‫کننده‬‫آن‬‫ها‬‫بایستی‬‫نزدیک‬‫تر‬‫باش‬‫ند‬.
37
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

38. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫توصیف‬‫ویژگیهای‬SURF
•‫توصیف‬‫کننده‬‫های‬‫خوب‬‫ویژگی‬‫بایستی‬‫نسبت‬‫به‬‫تغییرات‬‫کوچک‬،‫روشنایی‬‫نقطه‬‫دید‬‫و‬‫وجود‬‫نوی‬‫ز‬‫در‬‫تصویر‬
‫مقاومت‬‫داشته‬‫باشند‬.‫بنابراین‬،‫اغلب‬‫این‬‫توصیف‬‫کننده‬‫ها‬‫بر‬‫پایه‬‫تفاضل‬‫شدت‬‫روشنایی‬‫محلی‬‫هس‬‫تند‬.
•‫با‬‫استفاده‬‫از‬‫ویژگی‬‫ها‬‫و‬‫توصیف‬‫گرهای‬SURF‫انطباق‬‫پایدار‬‫در‬‫برابر‬‫مقیاس‬‫محقق‬‫خواهد‬‫شد‬.
•‫الگوریتم‬SIFT‫نیز‬‫‌کننده‬‫ف‬‫توصی‬‫متعلق‬‫به‬‫خودش‬‫را‬‫تعریف‬‫می‬‫کند‬.‫که‬‫بر‬‫اساس‬‫اندازه‬‫گرادیان‬‫و‬‫جهت‬
‫محاسبه‬‫شده‬‫در‬‫مقیاس‬‫نقطه‬‫کلیدی‬‫در‬‫نظر‬‫گرفته‬‫شده‬‫است‬.
•‫همانند‬‫تشخیص‬،‫ویژگی‬‫تفاوت‬‫میان‬‫توصیف‬‫گرهای‬SURF‫و‬SIFT‫به‬‫طور‬‫عمده‬‫سرعت‬‫و‬‫دقت‬‫است‬.‫از‬‫آنجا‬
‫که‬‫توصیف‬‫گرهای‬SURF‫اغلب‬‫بر‬‫پایه‬‫تفاضل‬‫شدت‬‫روشنایی‬،‫هستند‬‫محاسبه‬‫آن‬‫ها‬‫سریع‬‫تر‬‫است‬.‫با‬‫این‬‫حال‬
‫توصیف‬‫گرهای‬SIFTً‫ال‬‫معمو‬‫در‬‫پیدا‬‫کردن‬‫انطباق‬،‫درست‬‫دقیق‬‫تر‬‫هستند‬.
38
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

39. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫توصیفگرها‬ ‫دیگر‬
•‫توصیفگرهایی‬‫که‬‫در‬‫حال‬‫حاضر‬‫در‬OpenCV 3‫به‬‫صورت‬‫پیشفرض‬‫وجود‬‫دارند‬‫عبارت‬‫اند‬‫از‬:
–ORB
–BRISK
39
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

40. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ویژگی‬ ‫نقاط‬ ‫کمک‬ ‫به‬ ‫تصاویر‬ ‫انطباق‬
40
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

41. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ها‬ ‫ویژگی‬ ‫انطباق‬
•‫این‬‫‌ها‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫به‬‫خصوص‬‫در‬‫انطباق‬‫تصویر‬‫مفید‬‫هستند‬.
•‫برای‬‫مثال‬‫فرض‬‫کنید‬‫دو‬‫تصویر‬‫از‬‫یک‬‫صحنه‬‫باید‬‫باهم‬‫تطبیق‬‫داده‬‫شوند‬.‫این‬‫کار‬‫را‬‫می‬‫توان‬‫ابتدا‬‫با‬‫تشخیص‬
‫ویژگی‬‫ها‬‫روی‬‫هر‬‫تصویر‬‫و‬‫سپس‬‫استخراج‬‫‌های‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫این‬‫ویژگی‬‫ها‬‫انجام‬‫داد‬.‫آن‬‫گاه‬‫هر‬‫بردار‬
‫‌کننده‬‫ف‬‫توصی‬‫ویژگی‬‫در‬‫تصویر‬‫اول‬‫با‬‫همه‬‫‌ها‬‫ه‬‫‌کنند‬‫ف‬‫توصی‬‫در‬‫تصویر‬‫دوم‬‫مقایسه‬‫می‬‫شود‬.
•‫زوجی‬‫که‬‫بهترین‬‫امتیاز‬(‫یعنی‬‫کمترین‬‫فاصله‬‫بین‬‫دو‬‫بردار‬)‫را‬‫به‬‫دست‬،‫آورد‬‫به‬‫عنوان‬‫بهترین‬‫انط‬‫باق‬‫برای‬‫این‬
‫ویژگی‬‫نگه‬‫داشته‬‫می‬‫شود‬.
•‫این‬‫فرآیند‬‫برای‬‫همه‬‫ویژگی‬‫ها‬‫در‬‫تصویر‬‫اول‬‫تکرار‬‫می‬‫شود‬.‫این‬‫روش‬‫در‬OpenCV‫به‬‫عنوان‬
cv::BFMatcher‫پیاده‬‫سازی‬‫شده‬‫است‬.
41
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

42. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫ها‬ ‫ویژگی‬ ‫انطباق‬
•‌‫به‬‌،‫منظور‌ترسیم‌نتیجه‌عمل‌انطباق‬OpenCV‫یک‌تابع‌ترسیم‌ارائه‌داده‌است‌که‌تصویری‌از‌الصاق‌دو‌تصو‬‌‫یر‬
‫ورودی‌به‌یکدیگر‌را‌تولید‌می‬‌‫کند‌و‌روی‌آن‌نقاط‬‌‫منطبق‬‫‌کند‬‫ی‬‫بر‌هم‌را‌توسط‌یک‌خط‌به‌هم‌وصل‌م‬‌‌.
42
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

43. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫مثال‬
•‫نقاط‬‫ویژگی‬‫منطبق‬‫با‬‫یکدیگر‬‫را‬‫در‬‫دو‬‫تصویر‬‫زیر‬‫یافته‬‫و‬‫نمایش‬‫می‬‫دهیم‬.
43
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org

44. ‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
44
‫در‬ ‫شده‬ ‫مطرح‬ ‫نکات‬ ‫مبنای‬ ‫بر‬ ‫ها‬ ‫اسالید‬ ‫این‬‫فرادرس‬
«‫با‬ ‫تصویر‬ ‫پردازش‬ ‫آموزش‬»
‫است‬ ‫شده‬ ‫تهیه‬.
‫به‬ ‫آموزش‬ ‫این‬ ‫مورد‬ ‫در‬ ‫بیشتر‬ ‫اطالعات‬ ‫کسب‬ ‫برای‬‫مراجعه‬ ‫زیر‬ ‫لینک‬‫نمایید‬.
faradars.org/fvimg9405
‫پردازش‬‫تصویر‬‫با‬
faradars.org/fvimg9405
‫س‬‫ر‬‫د‬‫ا‬‫ﺮ‬‫ﻓ‬
FaraDars.org