基于MATLAB的经典SIFT算法实现项目

资 源 简 介

此MATLAB项目实现了经典SIFT算法，能够从图像中提取具有尺度、旋转和光照不变性的关键点。包含完整处理流程和图像匹配功能。

详 情 说 明

基于MATLAB的经典尺度不变特征变换(SIFT)算法实现

项目介绍

本项目是基于MATLAB编程语言对经典SIFT（尺度不变特征变换）算法的完整实现。SIFT算法是一种广泛应用于计算机视觉领域的局部特征描述算法，能够从图像中提取对尺度缩放、旋转、亮度变化保持鲁棒性的关键点特征。本实现涵盖了SIFT算法的全部核心流程，可用于图像匹配、目标识别、三维重建等高级视觉任务。

功能特性

• 完整的SIFT处理流程：实现尺度空间构建、关键点检测、精确定位、方向分配及特征描述符生成
• 尺度与旋转不变性：提取的特征对图像尺度和旋转变化具有强鲁棒性
• 高斯差分金字塔：采用高效的高斯差分(DoG)金字塔进行尺度空间极值检测
• 关键点精炼：通过三维二次函数拟合实现关键点的精确定位，并剔除低对比度和边缘响应点
• 主方向分配：基于梯度方向直方图为每个关键点分配主方向，实现旋转不变性
• 128维特征描述符：生成具有光照不变性的高区分度特征向量
• 灵活的参数配置：支持自定义尺度空间层数、特征点阈值、描述符维度等参数
• 结果可视化：提供在原图上标记关键点位置和方向的可视化功能

使用方法

1. 准备输入图像：将待处理的RGB或灰度图像（建议尺寸800×600像素以上）放置于指定路径
2. 参数设置：根据需要调整算法参数（可选，默认参数适用于大多数场景）
3. 运行主程序：执行主程序开始SIFT特征提取过程
4. 获取输出结果：

- 可视化图像：显示带有关键点标记的原图 - 数值结果：获得关键点坐标矩阵、特征描述符矩阵以及关键点的尺度与方向信息

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox（图像处理工具箱）
• 推荐内存：4GB及以上
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件整合了SIFT算法的全部核心处理阶段，其主要功能包括构建高斯尺度空间与差分金字塔以探测稳定特征，通过极值检测与插值精确定位关键点坐标与尺度，依据局部图像梯度统计为特征点分配主导方向，最终生成具有光照与几何不变性的128维特征描述符。该程序同时承担参数初始化、结果可视化与数据输出等综合任务。