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[25374] 2016-08-14_Python高级图像处理

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-19
2016-08-14_Python高级图像处理 P y t h o n   高 级 图 像 处 理 原 创   译 者 J o h n n y - L i a o   L i n u x 中 国   2 0 1 6 - 0 8 - 1 4 构 建 图 像 搜 索 引 擎 并 不 是 一 件 容 易 的 任 务 。 这 里 有 几 个 概 念 、 工 具 、 想 法 和 技 术 需 要 实 现 。 主 要 的 图 像 处 理 概 念 之 一 是 r e v e r s e   i m a g e   q u e r y i n g 逆 图 像 查 询 （ R I Q ） 。 G o o g l e 、 C l o u d e r a 、 S u m o   L o g i c   和   B i r s t   等 公 司 在 使 用 逆 图 像 搜 索 中 名 列 前 茅 。 通 过 分 析 图 像 和 使 用 数 据 挖 掘   R I Q   提 供 了 很 好 的 洞 察 分 析 能 力 。 顶 级 公 司 与 逆 图 像 搜 索 顶 级 公 司 与 逆 图 像 搜 索 有 很 多 顶 级 的 技 术 公 司 使 用   R I Q   来 取 得 了 不 错 的 收 益 。 例 如 ： 在   2 0 1 4   年   P i n t e r e s t   第 一 次 带 来 了 视 觉 搜 索 。 随 后 在   2 0 1 5   年 发 布 了 一 份 白 皮 书 ， 披 露 了 其 架 构 。 逆 图 像 搜 索 让   P i n t e r e s t   获 得 了 时 尚 品 的 视 觉 特 征 ， 并 可 以 显 示 相 似 产 品 的 推 荐 。 众 所 周 知 ， 谷 歌 图 片 使 用 逆 图 像 搜 索 允 许 用 户 上 传 一 张 图 片 然 后 搜 索 相 关 联 的 图 片 。 通 过 使 用 先 进 的 算 法 对 提 交 的 图 片 进 行 分 析 和 数 学 建 模 ， 然 后 和 谷 歌 数 据 库 中 无 数 的 其 他 图 片 进 行 比 较 得 到 相 似 的 结 果 。 这 是 这 是   O p e n C V   2 . 4 . 9   特 征 比 较 报 告 一 个 图 表 ： 特 征 比 较 报 告 一 个 图 表 ： 算 法 算 法   &   P y t h o n 库 库 在 我 们 使 用 它 工 作 之 前 ， 让 我 们 过 一 遍 构 建 图 像 搜 索 引 擎 的   P y t h o n   库 的 主 要 元 素 ： 专 利 算 法 专 利 算 法 S c a l e - I n v a r i a n t   F e a t u r e T r a n s f o r m 尺 度 不 变 特 征 变 换 尺 度 不 变 特 征 变 换 （ （ S I F T ） 算 法 ） 算 法 1 .   带 有 非 自 由 功 能 的 一 个 专 利 技 术 ， 利 用 图 像 识 别 符 ， 以 识 别 相 似 图 像 ， 甚 至 那 些 来 自 不 同 的 角 度 ， 大 小 ， 深 度 和 尺 度 的 图 片 ， 也 会 被 包 括 在 搜 索 结 果 中 。 点 击 这 里 [ 1 ] 查 看   S I F T   详 细 视 频 。 2 .   S I F T   能 与 从 许 多 图 片 中 提 取 了 特 征 的 大 型 数 据 库 正 确 地 匹 配 搜 索 条 件 。 3 .   能 匹 配 不 同 视 角 的 相 同 图 像 和 匹 配 不 变 特 征 来 获 得 搜 索 结 果 是   S I F T   的 另 一 个 特 征 。 了 解 更 多 关 于 尺 度 不 变 关 键 点 [ 2 ] 。 S p e e d e d   U p   R o b u s t F e a t u r e s 加 速 鲁 棒 特 征 加 速 鲁 棒 特 征 （ （ S U R F ） 算 法 ） 算 法 1 .   S U R F [ 3 ]   也 是 一 种 带 有 非 自 由 功 能 的 专 利 技 术 ， 而 且 还 是 一 种 “ 加 速 ” 的   S I F T   版 本 。 不 像   S I F T ， S U R F   接 近 于 带 有 B o x   F i l t e r 箱 式 过 滤 器 的 L a p l a c i a n   o f   G a u s s i a n 高 斯 拉 普 拉 斯 算 子 。 2 .   S U R F   依 赖 于 H e s s i a n   M a t r i x 黑 塞 矩 阵 的 位 置 和 尺 度 。 3 .   在 许 多 应 用 中 ， 旋 转 不 变 性 不 是 一 个 必 要 条 件 ， 所 以 不 按 这 个 方 向 查 找 加 速 了 处 理 。 4 .   S U R F   包 括 了 几 种 特 性 ， 提 升 了 每 一 步 的 速 度 。 S I F T   在 旋 转 和 模 糊 化 方 面 做 的 很 好 ， 比   S I F T   的 速 度 快 三 倍 。 然 而 它 不 擅 长 处 理 照 明 和 变 换 视 角 。 5 .   O p e n C V   程 序 功 能 库 提 供 了   S U R F   功 能 ， S U R F . c o m p u t e ( )   和   S U R F . D e t e c t ( )   可 以 用 来 找 到 描 述 符 和 要 点 。 阅 读 更 多 关 于 S U R F 点 击 这 里 [ 4 ] 开 源 算 法 开 源 算 法 K A Z E   算 法 算 法 1 .   K A Z E 是 一 个 开 源 的 非 线 性 尺 度 空 间 的 二 维 多 尺 度 和 新 的 特 征 检 测 和 描 述 算 法 。 在 A d d i t i v e   O p e r a t o r   S p l i t t i n g 加 性 算 子 分 裂 （ A O S ） 和 可 变 电 导 扩 散 中 的 有 效 技 术 被 用 来 建 立 非 线 性 尺 度 空 间 。
2 .   多 尺 度 图 像 处 理 的 基 本 原 理 很 简 单 ： 创 建 一 个 图 像 的 尺 度 空 间 ， 同 时 用 正 确 的 函 数 过 滤 原 始 图 像 ， 以 提 高 时 间 或 尺 度 。 A c c e l e r a t e d - K A Z E 加 速 的 加 速 的 K A Z E （ （ A K A Z E ） ）   算 法 算 法 1 .   顾 名 思 义 ， 这 是 一 个 更 快 的 图 像 搜 索 方 式 ， 它 会 在 两 幅 图 像 之 间 找 到 匹 配 的 关 键 点 。 A K A Z E   使 用 二 进 制 描 述 符 和 非 线 性 尺 度 空 间 来 平 衡 精 度 和 速 度 。 B i n a r y   R o b u s t   I n v a r i a n t   S c a l a b l e   K e y p o i n t s 二 进 制 鲁 棒 性 不 变 尺 度 可 变 关 键 点 二 进 制 鲁 棒 性 不 变 尺 度 可 变 关 键 点 （ （ B R I S K ） 算 法 ） 算 法 1 .   B R I S K   非 常 适 合 关 键 点 的 描 述 、 检 测 与 匹 配 。 2 .   是 一 种 高 度 自 适 应 的 算 法 ， 基 于 尺 度 空 间   F A S T   的 快 速 检 测 器 和 一 个 位 字 符 串 描 述 符 ， 有 助 于 显 著 加 快 搜 索 。 3 .   尺 度 空 间 关 键 点 检 测 与 关 键 点 描 述 帮 助 优 化 当 前 相 关 任 务 的 性 能 。 F a s t   R e t i n a   K e y p o i n t 快 速 视 网 膜 关 键 点 快 速 视 网 膜 关 键 点 （ （ F R E A K ） ） 1 .   这 个 新 的 关 键 点 描 述 的 灵 感 来 自 人 的 眼 睛 。 通 过 图 像 强 度 比 能 有 效 地 计 算 一 个 二 进 制 串 级 联 。 F R E A K   算 法 相 比   B R I S K 、 S U R F   和 S I F T   算 法 可 以 更 快 的 计 算 与 内 存 负 载 较 低 。 O r i e n t e d   F A S T   a n d   R o t a t e d   B R I E F 定 向 定 向   F A S T   和 旋 转 和 旋 转 B R I E F （ （ O R B ） ） 1 .   快 速 的 二 进 制 描 述 符 ， O R B   具 有 抗 噪 声 和 旋 转 不 变 性 。 O R B   建 立 在   F A S T   关 键 点 检 测 器 和   B R I E F   描 述 符 之 上 ， 有 成 本 低 、 性 能 好 的 元 素 属 性 。 2 .   除 了 快 速 和 精 确 的 定 位 元 件 ， 有 效 地 计 算 定 向 的   B R I E F ， 分 析 变 动 和 面 向   B R I E F   特 点 相 关 ， 是 另 一 个   O R B   的 特 征 。 P y t h o n 库 库 O p e n C V 1 .   O p e n C V   支 持 学 术 和 商 业 用 途 ， 它 是 一 个 开 源 的 机 器 学 习 和 计 算 机 视 觉 库 ， O p e n C V   便 于 组 织 利 用 和 修 改 代 码 。 2 .   超 过   2 5 0 0   个 优 化 的 算 法 ， 包 括 当 前 最 先 进 的 机 器 学 习 和 计 算 机 视 觉 算 法 服 务 与 各 种 图 像 搜 索 - - 人 脸 检 测 、 目 标 识 别 、 摄 像 机 目 标 跟 踪 ， 从 图 像 数 据 库 中 寻 找 类 似 图 像 、 眼 球 运 动 跟 随 、 风 景 识 别 等 。 3 .   像 谷 歌 ， I B M ， 雅 虎 ， 索 尼 ， 本 田 ， 微 软 和 英 特 尔 这 样 的 大 公 司 广 泛 的 使 用   O p e n C V 。 4 .   O p e n C V   拥 有   p y t h o n ， j a v a ， C ， C + +   和   M A T L A B   接 口 ， 同 时 支 持   W i n d o w s ， L i n u x ， M a c   O S   和   A n d r o i d 。 P y t h o n   图 像 库 图 像 库   （ （ P I L ） ） 1 .   P y t h o n   图 像 库 （ P I L ） 支 持 多 种 文 件 格 式 ， 同 时 提 供 图 像 处 理 和 图 形 解 决 方 案 。 开 源 的   P I L   为 你 的   P y t h o n 解 释 器 添 加 了 图 像 处 理 能 力 。 2 .   标 准 的 图 像 处 理 能 力 包 括 图 像 增 强 、 透 明 和 遮 罩 处 理 、 图 像 过 滤 、 像 素 操 作 等 。 详 细 的 数 据 和 图 表 ， 请 看 这 里 [ 5 ] 的   O p e n C V   2 . 4 . 9   特 征 比 较 报 告 。 构 建 图 像 搜 索 引 擎 构 建 图 像 搜 索 引 擎 图 像 搜 索 引 擎 可 以 从 预 置 的 图 像 库 选 择 相 似 的 图 像 。 其 中 最 受 欢 迎 的 是 谷 歌 的 著 名 的 图 像 搜 索 引 擎 。 对 于 初 学 者 来 说 ， 有 不 同 的 方 法 来 建 立 这 样 的 系 统 。 提 几 个 如 下 ： 1 .   采 用 图 像 提 取 、 图 像 描 述 提 取 、 元 数 据 提 取 和 搜 索 结 果 提 取 ， 建 立 图 像 搜 索 引 擎 。 2 .   定 义 你 的 图 像 描 述 符 ， 数 据 集 索 引 ， 定 义 你 的 相 似 性 度 量 ， 然 后 进 行 搜 索 和 排 名 。
3 .   选 择 要 搜 索 的 图 像 ， 选 择 用 于 进 行 搜 索 的 目 录 ， 搜 索 所 有 图 片 的 目 录 ， 创 建 图 片 特 征 索 引 ， 评 估 搜 索 图 片 的 相 同 特 征 ， 匹 配 搜 索 的 图 片 并 获 得 匹 配 的 图 片 。 我 们 的 方 法 基 本 上 从 比 较 灰 度 版 本 的 图 像 ， 逐 渐 演 变 到 复 杂 的 特 征 匹 配 算 法 如   S I F T   和   S U R F ， 最 后 采 用 的 是 开 源 的 解 决 方 案   B R I S K   。 所 有 这 些 算 法 都 提 供 了 有 效 的 结 果 ， 但 在 性 能 和 延 迟 有 细 微 变 化 。 建 立 在 这 些 算 法 上 的 引 擎 有 许 多 应 用 ， 如 分 析 流 行 统 计 的 图 形 数 据 ， 在 图 形 内 容 中 识 别 对 象 ， 等 等 。 举 例 举 例 ： 一 个   I T   公 司 为 其 客 户 建 立 了 一 个 图 像 搜 索 引 擎 。 因 此 ， 如 果 如 果 搜 索 一 个 品 牌 的 标 志 图 像 ， 所 有 相 关 的 品 牌 形 象 也 应 该 显 示 在 搜 索 结 果 。 所 得 到 的 结 果 也 能 够 被 客 户 用 于 分 析 ， 使 他 们 能 够 根 据 地 理 位 置 估 计 品 牌 知 名 度 。 但 它 还 比 较 年 轻 ， R I Q （ 反 向 图 像 搜 索 ） 的 潜 力 尚 未 被 完 全 挖 掘 利 用 。 这 就 结 束 了 我 们 的 文 章 ， 使 用   P y t h o n   构 建 图 像 搜 索 引 擎 。 浏 览 我 们 的 博 客 部 分 来 查 看 最 新 的 编 程 技 术 。 数 据 来 源 ： O p e n C V   2 . 4 . 9   特 征 比 较 报 告 （ c o m p u t e r - v i s i o n - t a l k s . c o m ） ( 感 谢   A n a n t h u   N a i r   的 指 导 与 补 充 ) v i a :   h t t p : / / w w w . c u e l o g i c . c o m / b l o g / a d v a n c e d - i m a g e - p r o c e s s i n g - w i t h - p y t h o n / 作 者 ： S n e h i t h   K u m b l a [ 6 ]   译 者 ： J o h n n y - L i a o [ 7 ]   校 对 ： w x y [ 8 ] 本 文 由   L C T T [ 9 ]   原 创 编 译 ， L i n u x 中 国 [ 1 0 ]   荣 誉 推 出 [ 1 ] :   h t t p s : / / w w w . y o u t u b e . c o m / w a t c h ? v = N P c M S 4 9 V 5 h g [ 2 ] :   h t t p s : / / w w w . c s . u b c . c a / % 7 E l o w e / p a p e r s / i j c v 0 4 . p d f [ 3 ] :   h t t p : / / d o c s . o p e n c v . o r g / 3 . 0 - b e t a / d o c / p y _ t u t o r i a l s / p y _ f e a t u r e 2 d / p y _ s u r f _ i n t r o / p y _ s u r f _ i n t r o . h t m l [ 4 ] :   h t t p : / / w w w . v i s i o n . e e . e t h z . c h / % 7 E s u r f / e c c v 0 6 . p d f [ 5 ] :   h t t p s : / / d o c s . g o o g l e . c o m / s p r e a d s h e e t s / d / 1 g Y J s y 2 R O t q v I V v O K r e t f x Q G _ 0 O s a i F v b 7 u F R D u 5 P 8 h w / e d i t # g i d = 1 0 [ 6 ] :   h t t p : / / w w w . c u e l o g i c . c o m / b l o g / a u t h o r / s n e h i t h - k u m b l a / [ 7 ] :   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / J o h n n y - L i a o [ 8 ] :   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / w x y [ 9 ] :   h t t p s : / / g i t h u b . c o m / L C T T / T r a n s l a t e P r o j e c t [ 1 0 ] :   h t t p s : / / l i n u x . c n / 推 荐 文 章 推 荐 文 章 点 击 标 题 或 输 入 文 章   I D   直 达 该 文 章
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