HOG三線性插值

        所謂的三線性插值指的是在(x,y,theta)這三個參數空間中進行插值,即x方向、y方向和梯度的角度空間,如圖1所示,圖中的象素點(x,y)在利用梯度幅值作爲權重進行投票時,要根據該象素點距離其他格子中心的距離進行加權,同時該象素點的梯度方向也要在其相鄰的區間內進行插值,用數學公式描述如下式所示。


                                                     圖2 三線性插值示意圖

        三線性插值在具體實現中,可以利用LUT(look-up-table)來快速計算,若是採用積分直方圖,則可以採用Wang等[Wang, 2009]提出的卷積三線性插值方法(Convoluted Trilinear Interpolation,CTI)快速計算,更多關於三線性插值的描述見[Pang, 2011]. 以下用一個簡單的例子來說明。

       設圖2中所示象素點的梯度方向是85度,梯度幅值是100,該象素點距離格子中心的左、右、上、下的距離分別爲2、6、2、6。首先考慮梯度方向上的插值,若每20度爲一個區間,85介於70和90之間,到第三個和第四個區間中心的距離分別爲15和5,因此若投票值爲v,則投票到第三個區間的值是(5/20)*v=0.25v,投票到第四個區間的值是(1-1/4)*v=0.75v。接下來考慮在xy方向上的插值,根據象素點距離各個格子中心的距離,可知在x方向上的權重分配係數爲6/8、2/8,在y方向上的權重分配係數也爲6/8、2/8。所以梯度幅值分配到第一個格子的值爲100*6/8*6/8=56.25,分配到第二個格子的值爲100*2/8*6/8=18.75,分配到第三個格子的值爲100*6/8*2/8=18.75,分配到第四個格子的值爲100*2/8*2/8=6.25。最後,根據梯度方向上的投票權重,可知:第一個格子的直方圖第三個區間得到的投票值爲56.25*0.25=14.0625,第一個格子的直方圖第四個區間得到的投票值爲56.26*0.75=42.1875;第二個格子的直方圖第三個區間得到的投票值爲18.75*0.25=4.6875,第二個格子的直方圖第四個區間得到的投票值爲18.75*0.75=14.0625;以此類推,可求出第三個和第四個格子的直方圖特徵。

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