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鈴木 豊和

BRIEF: Binary Robust Independent Elementary Features. 鈴木 豊和. 著者紹介. 所属 ローザンヌ工科大学 ( スイス ). Pascal Fua. Michael Calonder. Vincent Lepetit. Christoph Strecha. アプリケーション. 大量 のデータをリアルタイムに処理 　　モバイル端末上でリアルタイムに処理 高速に記述，マッチングが可能で省メモリな特徴点記述子が必要. 3 次元復元. Augmented Reality. +. BRIEF の 位置づけ.

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Presentation Transcript

  1. BRIEF: Binary Robust IndependentElementary Features 鈴木豊和

  2. 著者紹介 • 所属 • ローザンヌ工科大学 (スイス) Pascal Fua Michael Calonder Vincent Lepetit ChristophStrecha

  3. アプリケーション 大量のデータをリアルタイムに処理　　モバイル端末上でリアルタイムに処理 高速に記述，マッチングが可能で省メモリな特徴点記述子が必要 3次元復元 Augmented Reality +

  4. BRIEFの位置づけ

  5. バイナリ化の利点 • ベクトル特徴量 • メモリ消費量 • 高次元のベクトルは大量にメモリを消費 • 類似度計算速度 • ユークリッド距離やベクトル間角度は計算コストが高く低速 • バイナリコード • メモリ消費量 • 「0」「1」で表現可能であるため効率的 • 類似計算速度 • ハミング距離は計算コストが低く高速

  6. 　既存手法 • 記述の高速化 • SURF：積分画像を用いたHaar-likeの輝度勾配 • メモリの効率化，マッチングの高速化 • 次元削減　（主成分分析，線形判別法） • 量子化 • バイナリ化 問題点 パッチから間接的に記述子を得ているため計算コストがかかる BRIEFはパッチから直接バイナリ列を生成

  7. BRIEF • アルゴリズム • パッチをガウシアンフィルタにより平滑化 • パッチ内のランダムに選択された２点の画素値の比較からバイナリ列を生成 キーポイント パッチ

  8. BRIEF • バイナリテスト キーポイント パッチ

  9. BRIEF • バイナリテスト • バイナリ列 :　バイナリ列の長さ

  10. BRIEF • バイナリ列の作成 キーポイント パッチ

  11. BRIEF • アルゴリズム • パッチをガウシアンフィルタにより平滑化 • パッチ内のランダムに選択された２点の画素値の比較からバイナリ列を生成 • アルゴリズムの不確定なパラメータ • ノイズ除去のガウシアンフィルタの標準偏差 σ • バイナリテストτ(X,Y) の配置

  12. BRIEF • アルゴリズム • パッチをガウシアンフィルタにより平滑化 • パッチ内のランダムに選択された２点の画素値の比較からバイナリ列を生成 • 先行研究 • パッチ内の２点の輝度値の比較によってキーポイントを認識

  13. 評価方法 • Wall 1とWall 2 〜6の対応点マッチングの精度比較 Wall 2 Wall 3 Wall 1 Wall 4 Wall 5 Wall 6

  14. パッチの平滑化 • ノイズの影響を低減するため平滑化 1/16 2/16 1/16 2/16 4/16 2/16 1/16 2/16 1/16 入力パッチ ガウシアンフィルタ 出力パッチ

  15. ガウシアンフィルタの標準偏差σに対する精度比較ガウシアンフィルタの標準偏差σに対する精度比較 • σ が１〜３の間は精度があまり変わらない　→σ を２とする

  16. バイナリテストの空間的配置 • x, y : 一様分布 • x, y : ガウシアン分布 • x : ガウシアン分布, y : ガウシアン分布（xiが中心） • x, y : 同心円状のグリッドからランダムに選択 • x : 中心点 y : 同心円状のグリッドからバイナリテストの数だけ選択 GⅤ GⅠ GⅣ GⅡ GⅢ

  17. 各配置方法による精度比較 • GⅡの配置が最も精度が高い

  18. 比較実験データセット • 頑健性 • 視点変化（Wall, Graffiti, Fountain） • 人工圧縮（Jpg） • 照明変化（Light） • ブラー（Trees）

  19. 頑健性の評価

  20. 特徴量記述の速度評価 • 比較結果 • BRIEF-64において • 特徴量記述がSURFより35倍高速 • マッチングがSURFより11倍高速

  21. まとめ • 高速性 • 記述高速化：バイナリ列の直接的生成 • マッチング高速化：ハミング距離の利用 • 頑健性 • 照明変化に対応 • スケール変化，回転変化に未対応 • スケール変化，回転変化に対応する手法が考案されている • BRISK：Binary Robust Invariant Scalable Keypoints • ORB：Oriented FAST and Rotated BRIEF

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