帮我写一个SIFT算子的C程序
时间: 2023-08-28 09:19:15 浏览: 84
sift算法c语言
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SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)是一种用于图像特征提取的算法,可以用于匹配、目标识别等领域。以下是SIFT算子的C程序实现:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#define PI 3.14159265358979323846
int main()
{
// 图像像素矩阵
int pixels[256][256];
// SIFT特征点坐标与尺度
double x, y, s;
// SIFT特征点描述子
double desc[128];
// SIFT算子参数
int octaves = 4; // 金字塔层数
int scales = 5; // 每层尺度数
double sigma = 1; // 初始高斯核标准差
// 高斯核计算
double kernel[5][5];
for (int i = 0; i < 5; i++) {
for (int j = 0; j < 5; j++) {
kernel[i][j] = exp(-(i * i + j * j) / (2 * sigma * sigma)) / (2 * PI * sigma * sigma);
}
}
// 构建高斯金字塔
double gauss[octaves][scales][256][256];
for (int o = 0; o < octaves; o++) {
for (int s = 0; s < scales; s++) {
if (o == 0 && s == 0) {
// 第一层使用原始图像
for (int i = 0; i < 256; i++) {
for (int j = 0; j < 256; j++) {
gauss[o][s][i][j] = pixels[i][j];
}
}
} else if (s == 0) {
// 每个金字塔层的第一张图片
double prev_sigma = sigma * pow(2, s - 1);
for (int i = 0; i < 256; i++) {
for (int j = 0; j < 256; j++) {
double sum = 0;
for (int k1 = -2; k1 <= 2; k1++) {
for (int k2 = -2; k2 <= 2; k2++) {
if (i + k1 >= 0 && i + k1 < 256 && j + k2 >= 0 && j + k2 < 256) {
sum += kernel[k1 + 2][k2 + 2] * gauss[o][s - 1][i + k1][j + k2];
}
}
}
gauss[o][s][i][j] = sum;
}
}
} else {
// 每个金字塔层的其他图片
double prev_sigma = sigma * pow(2, s - 1);
double curr_sigma = sigma * pow(2, s);
for (int i = 0; i < 256; i++) {
for (int j = 0; j < 256; j++) {
double sum = 0;
for (int k1 = -2; k1 <= 2; k1++) {
for (int k2 = -2; k2 <= 2; k2++) {
if (i + k1 >= 0 && i + k1 < 256 && j + k2 >= 0 && j + k2 < 256) {
sum += kernel[k1 + 2][k2 + 2] * gauss[o][s - 1][i + k1][j + k2];
}
}
}
gauss[o][s][i][j] = sum;
}
}
}
}
}
// 构建差分金字塔
double diff[octaves][scales - 1][256][256];
for (int o = 0; o < octaves; o++) {
for (int s = 0; s < scales - 1; s++) {
for (int i = 0; i < 256; i++) {
for (int j = 0; j < 256; j++) {
diff[o][s][i][j] = gauss[o][s + 1][i][j] - gauss[o][s][i][j];
}
}
}
}
// 构建极值点金字塔
int extrema[octaves][scales - 3][256][256];
for (int o = 0; o < octaves; o++) {
for (int s = 1; s < scales - 2; s++) {
for (int i = 1; i < 255; i++) {
for (int j = 1; j < 255; j++) {
// 判断是否为极值点
int is_extrema = 1;
double center = diff[o][s][i][j];
for (int k1 = -1; k1 <= 1; k1++) {
for (int k2 = -1; k2 <= 1; k2++) {
if (k1 == 0 && k2 == 0) {
continue;
}
if (center < diff[o][s + k1][i + k2][j + k2]
|| center > diff[o][s + k1][i + k2][j + k2]) {
is_extrema = 0;
break;
}
}
if (!is_extrema) {
break;
}
}
if (is_extrema) {
extrema[o][s - 1][i][j] = 1;
} else {
extrema[o][s - 1][i][j] = 0;
}
}
}
}
}
// 计算SIFT特征点坐标与尺度
for (int o = 0; o < octaves; o++) {
for (int s = 1; s < scales - 2; s++) {
for (int i = 1; i < 255; i++) {
for (int j = 1; j < 255; j++) {
if (extrema[o][s - 1][i][j]) {
// 精确定位极值点
double dx, dy, ds;
dx = (diff[o][s][i][j + 1] - diff[o][s][i][j - 1]) / 2;
dy = (diff[o][s][i + 1][j] - diff[o][s][i - 1][j]) / 2;
ds = (diff[o][s + 1][i][j] - diff[o][s - 1][i][j]) / 2;
x = i + dx;
y = j + dy;
s = sigma * pow(2, s) + ds * sigma * pow(2, s + 1);
// 计算SIFT特征点描述子
for (int k = 0; k < 128; k++) {
desc[k] = 0;
}
// ...
}
}
}
}
}
return 0;
}
```
注意:以上代码仅为SIFT算法的框架,还需要补充完整的特征点描述子计算过程等细节。
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