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DBoW2算法原理介绍

<a target="_blank" href="http://www.cnblogs.com/jian-li/p/5664559.html">dbow2算法原理介绍</a>

本篇介绍dbow2算法原理介绍,下篇介绍dbow2的应用。

dbow2是一种高效的回环检测算法,dbow2算法的全称为bags of binary words for fast place recognition in image sequence,使用的特征检测算法为fast,描述子使用的是brief描述子,(todo:和dbow的区别在哪里?)是一种离线的方法。

二进制特征(orb特征):fast特征点+brief描述子

(hamming distance) 256bits的二进制描述符

DBoW2算法原理介绍
DBoW2算法原理介绍

基本的数学知识

brief使用的距离描述算子为hamming距离,定义如下:

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算法流程

bag of words字典建立方法(最终得到的就是每一层的不同类的median,每一个叶节点对应的就是一个词汇):

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建树流程

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kmeans++方法

输入:(a)聚类数目;(2)初始化中心点(这里使用kmeans++的方法)

算法流程:

迭代:

(1)每个点分类到最近的中心点;

(2)用每一类点的中心点更新中心点。

中心点初始化方法:

-(1)从输入的点集合中随机选择一个点作为第一个聚类中心;

-(2)对于数据集中的每一个点,计算它与已选择的最近的聚类中心的距离d(x);

-(3)选择一个新的数据点作为新的聚类中心,选择的原则是:d(x)较大的点,被选为聚类中心的概率较大;

-(4)重复2和3的步骤直到k个聚类中心被选出来;

d(x)到概率上的反应:

先从数据库随机挑个随机点当“种子点”

对于每个点,计算其和最近的一个“种子点”的距离d(x)并保存在一个数组里,然后把这些距离加起来得到sum(d(x))。

然后,再取一个随机值,用权重的方式来取计算下一个“种子点”。这个算法的实现是,先取一个能落在sum(d(x))中的随机值random,然后用random -= d(x),直到其&lt;=0,此时的点就是下一个“种子点”。

k-median方法在聚类方法的第二步使用每一个类的中值作为新的中心;

dbow2创建节点代码:

权重设置用的是idf,意思是词汇在训练过程中出现的频率越高,区分度越低,因此权重越低。

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每一个节点包括(只列出了部分信息)

[说明]:上面的方法是分层聚类的,每一次聚类得到的多个节点,都有median v表示该类,可以用来判断新的词汇是否属于该类。最终建立的树包括w个叶节点,也就是w个视觉词汇,词汇也用median表示。

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