使用matlab写一个sift算法

时间: 2023-10-02 07:08:18 浏览: 50
SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) 算法是一种用于图像特征提取的算法,它可以在不同尺度和旋转角度下提取出稳定的关键点,并且对于光照、噪声等因素也具有一定的鲁棒性。下面是使用 MATLAB 实现 SIFT 算法的基本步骤: 1. 读入图像并转换为灰度图像。 ```matlab img = imread('image.jpg'); gray_img = rgb2gray(img); ``` 2. 构建高斯金字塔。 ```matlab octaves = 4; % 金字塔层数 scales = 5; % 每层尺度数 k = 2^(1/scales); % 尺度之间的比例因子 % 构建高斯核 sigma = 1.6; hsize = 2*ceil(3*sigma)+1; G = fspecial('gaussian', hsize, sigma); % 初始化金字塔 G_pyr = cell(octaves, scales+3); G_pyr{1,1} = gray_img; % 构建高斯金字塔 for i = 1:octaves for j = 2:scales+3 G_pyr{i,j} = imresize(conv2(G_pyr{i,j-1}, G, 'same'), 0.5); end G_pyr{i+1,1} = imresize(G_pyr{i,scales+3}, 2); end ``` 3. 构建差分金字塔。 ```matlab D_pyr = cell(octaves, scales+2); for i = 1:octaves for j = 1:scales+2 D_pyr{i,j} = G_pyr{i,j+1} - G_pyr{i,j}; end end ``` 4. 在差分金字塔中寻找极值点。 ```matlab thresh = 0.03; % 阈值 r = 10; % 极值点邻域半径 c = 0.03; % 对比度阈值 extrema = []; for i = 1:octaves for j = 2:scales+1 [h, w] = size(D_pyr{i,j}); for x = r+1:h-r-1 for y = r+1:w-r-1 patch = D_pyr{i,j}(x-r:x+r, y-r:y+r); val = patch(r+1,r+1); if abs(val) < thresh continue; end ismax = true; ismin = true; for u = -1:1 for v = -1:1 if u == 0 && v == 0 continue; end if val < 0 if patch(r+1,r+1) > patch(r+1+u,r+1+v) ismax = false; elseif patch(r+1,r+1) < patch(r+1+u,r+1+v) ismin = false; end else if patch(r+1,r+1) < patch(r+1+u,r+1+v) ismax = false; elseif patch(r+1,r+1) > patch(r+1+u,r+1+v) ismin = false; end end end end if ismax || ismin contrast = abs(val); for s = j-1:j+1 for p = x-1:x+1 for q = y-1:y+1 if s == j && p == x && q == y continue; end if G_pyr{i,s}(p,q) < c*contrast ismax = false; ismin = false; break; end end if ~ismax || ~ismin break; end end if ~ismax || ~ismin break; end end if ismax || ismin extrema = [extrema; i, j, x, y]; end end end end end end ``` 5. 计算关键点的尺度和方向。 ```matlab bins = 36; % 方向直方图的桶数 sigma = 1.5; % 关键点邻域高斯权重的标准差 keypoints = []; for i = 1:size(extrema,1) octave = extrema(i,1); scale = extrema(i,2); x = extrema(i,3); y = extrema(i,4); patch = G_pyr{octave,scale}(x-8:x+7, y-8:y+7); dx = (patch(:,[2:end,end]) - patch(:,[1,1:end-1])) / 2; dy = (patch([2:end,end],:) - patch([1,1:end-1],:)) / 2; mag = sqrt(dx.^2 + dy.^2); ori = atan2(dy, dx) * 180 / pi; ori = mod(ori, 360); weight = fspecial('gaussian', [16, 16], sigma); hist = zeros(bins, 1); for j = 1:16 for k = 1:16 bin = floor(ori(j,k) / 360 * bins) + 1; hist(bin) = hist(bin) + mag(j,k) * weight(j,k); end end [~, max_idx] = max(hist); ori = (max_idx-1) * 360 / bins; keypoints = [keypoints; x, y, scale, ori]; end ``` 这样就完成了 SIFT 算法的实现。注意:这只是一个简单的实现,实际上 SIFT 算法还有很多优化和细节处理,例如非极大值抑制、关键点插值等,可以参考原始论文和相关资料进行进一步学习和实现。

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