將旋轉的位圖匹配到拼貼圖像

Question

我的問題是我有一個詳細的街道地圖的圖像。在此地圖上，可以有一個以任意角度旋轉的標誌（如交通燈圖標）的某個小圖像，可能調整大小。我有一個位圖中的小圖像。如果在大拼貼圖像中存在，旋轉並調整大小的副本，是否有任何算法或技術可以找到此位圖？

這類似於與增強現實和定位標記圖像的問題，但我只與沒有透視變形2D。

編輯：小位圖和它與我想匹配的拼貼圖像中的副本是大致相同的大小，也許30％的最大尺寸的差異。旋轉是純2D的，沒有剪切或任何扭曲。

Answer 1

這是一個非常棘手的問題。

第一：旋轉/調整大小的分辨率是多少？如果你有足夠的像素來避免混疊效應，那麼你可能會好，但如果這個符號的一個或另一個表示非常小（例如，在拼貼畫中很小，或者在樣本鏡頭中很小），旋轉到任意角度可能是不好的。

此外，你確定你沒有剪切或其他種類的影響？我假設一個純粹的2D旋轉，旋轉軸貫穿相機的中心（即，停止標誌將只是一個八角形，旋轉而不是剪切的八角形）。

有一兩件事你可以嘗試，如果你有耐心和樣本數據，是落實Viola and Jones' face matching algorithm，但爲標誌。基本上，您需要大量的訓練數據，在這些數據中，您已經從背景/像素中屏蔽掉了您感興趣的像素。然後，該算法是從該訓練數據中隨機選擇像素（「示例」），並且針對每個示例計算幾百到幾千個統計（'特徵'）。特徵可以是從紅色通道中當前像素強度到藍色通道中5×5鄰域的總和強度之間的任何值。然後，爲每個像素創建一個直方圖，並嘗試查找在直方圖上具有與背景像素分離的前景像素的特徵（即，前景全部位於直方圖的左側，背景右側）。然後，您可以選擇最適合該作業的功能，並運行它們以在拼貼畫中查找符號。

這是我的論文研究的一個朋友的簡要介紹。這類問題很難輕易解決，容易造成不好的解決方案。

如果你只是有一個符號和一個拼貼，只希望能有一個解決方案，可以基本卷積與拼貼的跡象。採取每一個的FFT，用零填充較小的圖像，使其尺寸與較大的相同，然後逐點乘法。然後，對結果執行反轉fft。根據旋轉和縮放的嚴重程度（如果您認爲它們非常不同，那麼您可能需要嘗試各種不同的縮放和旋轉技術），您會在拼貼中的符號位置看到尖峯。

第二種方法很容易在matlab中完成;否則，您需要一個類似fftw的庫來將其關閉。