什么是ORB算法?【OpenCV教程】

1. ORB算法原理

SIFT和SURF算法是受专利保护的，在使用他们时我们是要付费的，但是ORB(Oriented Fast and Rotated Brief)不需要，它可以用来对图像中的关键点快速创建特征向量，并用这些特征向量来识别图像中的对象。

2. ORB算法流程

ORB算法结合了Fast和Brief算法，提出了构造金字塔，为Fast特征点添加了方向，从而使得关键点具有了尺度不变性和旋转不变性。具体流程描述如下：

构造尺度金字塔，金字塔共有n层，与SIFT不同的是，每一层仅有一幅图像。第s层的尺度为：

$$\sigma_0$$是初始尺度，默认为1.2，原图在第0层。

第s层图像的大小：

在不同的尺度上利用Fast算法检测特征点，采用Harris角点响应函数，根据角点的响应值排序，选取前N个特征点，作为本尺度的特征点。

计算特征点的主方向，计算以特征点为圆心半径为r的圆形邻域内的灰度质心位置，将从特征点位置到质心位置的方向做特征点的主方向。

计算方法如下:

质心位置：

主方向：

为了解决旋转不变性，将特征点的邻域旋转到主方向上利用Brief算法构建特征描述符，至此就得到了ORB的特征描述向量。

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