opencv 2.4.9原码分析 sift

### 回答1：
SIFT（尺度不变特征变换）是一种在计算机视觉中常用的特征提取算法，用于检测图像中的关键点并描述它们的局部特征。SIFT主要包括尺度空间极值检测、关键点定位、关键点方向计算和局部特征描述四个步骤。

在OpenCV中，SIFT算法的原始代码位于"opencv-2.4.9/modules/nonfree/src/sift.cpp"文件中。该文件中定义了SIFT类，并且实现了该类的成员函数和成员变量。SIFT算法中的各个步骤都在该文件中有相应函数的实现。

首先，尺度空间极值检测使用DoG（差分高斯）金字塔来寻找关键点位置。其原理是比较不同尺度下的图像差分，找到局部极值点。该步骤的实现函数是"Sift::buildDoGPyramid"。

接下来，在关键点定位阶段，使用了极值点的插值方法来精确定位关键点。该步骤的实现函数是"Sift::findScaleSpaceExtrema"。

然后，计算每个关键点的主方向，以确保特征具有旋转不变性。主方向计算基于关键点周围的梯度信息，进而确定最具代表性的方向。该步骤的实现函数是"Sift::calcOrientationHist"。

最后，在局部特征描述阶段，利用关键点周围的图像区域计算局部特征描述子，以描述关键点周围的外观信息。该步骤的实现函数是"Sift::compute"。

在SIFT算法的实现中，还涉及到许多辅助函数和数据结构，如图像金字塔构建函数、关键点类、尺度空间类等。这些函数和类主要用于SIFT算法的各个步骤，并且相互调用实现整个算法。

总结来说，SIFT算法的原始代码实现了尺度空间极值检测、关键点定位、关键点方向计算和局部特征描述四个主要步骤。通过该算法，可以在图像中提取出具有尺度不变性的关键点，并生成描述子用于图像匹配或目标识别等应用。

### 回答2：
OpenCV是一个开源的计算机视觉库，其中2.4.9版本是其中的一个旧版本。SIFT（尺度不变特征变换）是一种用于计算机视觉中目标检测和图像匹配的算法。下面将简要分析OpenCV 2.4.9中SIFT算法的原码。

SIFT算法主要包含以下几个步骤：

1. 尺度空间极值检测（Scale Space Extrema Detection）：通过构建图像的高斯金字塔来检测图像中的极值点，这些点可能代表着图像的关键特征。

2. 关键点定位（Key Point Localization）：在尺度空间极值点的基础上，通过比较尺度空间图像的相邻像素值来排除低对比度和边缘响应较高的关键点。

3. 方向分配（Orientation Assignment）：为每个关键点分配一个主方向，来使得特征具有旋转不变性。

4. 特征描述（Feature Description）：使用关键点的局部图像窗口来计算具有尺度和旋转不变性的特征描述子。

在OpenCV 2.4.9版本中，SIFT算法的实现位于modules/nonfree/src/sift.cpp文件中。该文件中实现了SiftFeatureDetector和SiftDescriptorExtractor两个类，分别负责关键点的检测和特征描述的计算。

在SiftFeatureDetector类的实现中，主要包括构建高斯金字塔、检测关键点、定位关键点等步骤。而SiftDescriptorExtractor类的实现主要包括计算关键点的梯度方向直方图和生成特征描述子等步骤。

通过阅读源码可以深入理解SIFT算法的原理和实现细节，包括高斯模糊、尺度空间极值检测、定位关键点、方向分配、特征描述等关键步骤的具体实现方式。

需要注意的是，由于SIFT算法的专利限制，OpenCV的最新版本中已经移除了SIFT算法的实现。因此，如果需要使用SIFT算法，建议考虑使用非专利限制的开源实现，如VLFeat等。

### 回答3：
SIFT（尺度不变特征变换）是一种在计算机视觉领域中广泛应用的特征提取算法，它具有尺度不变性和旋转不变性等特点。而OpenCV则是一个开源的计算机视觉库，提供了许多图像处理和计算机视觉算法的实现。

要分析SIFT在OpenCV 2.4.9中的原码，首先需要了解SIFT算法的基本原理和步骤。SIFT算法包括关键点检测、关键点描述子计算和匹配等步骤。

在OpenCV代码中，SIFT算法主要位于`SIFT.cpp`文件中。该文件中实现了SIFT算法的各个功能函数，包括`calcOrientationHist`、`detectAndCompute`、`buildGaussianPyramid`等。其中，`detectAndCompute`函数负责检测关键点和计算关键点描述子。

在`detectAndCompute`函数中，首先通过调用`calcOrientationHist`函数计算每个关键点的方向直方图。然后，通过调用`buildGaussianPyramid`函数构建高斯金字塔，用于检测关键点。接下来，通过调用`findScaleSpaceExtrema`函数，在不同尺度和空间上寻找关键点。然后，通过调用`calcDescriptors`函数计算关键点的描述子。

`findScaleSpaceExtrema`函数通过迭代计算高斯差分金字塔，检测关键点并筛选出稳定的关键点。`calcDescriptors`函数则通过计算关键点周围像素的梯度和方向，生成关键点的描述子。

需要注意的是，OpenCV 2.4.9中的SIFT实现是基于非专利版本的SIFT算法，采用了DoG（高斯差分）方法来检测关键点，而不是原始的Harris角点检测。

通过分析SIFT在OpenCV 2.4.9的原码，可以深入了解SIFT算法的实现细节，理解各个函数的作用和调用关系。这有助于对SIFT算法进行深入研究和优化，以满足具体应用需求。