KAZE 算法原理与源码分析（四）KAZE特征的性能分析与比较

KAZE系列笔记：  http://blog.csdn.net/chenyusiyuan/article/details/8715129

1.  OpenCV学习笔记（27）KAZE 算法原理与源码分析（一）非线性扩散滤波

2.  OpenCV学习笔记（28）KAZE 算法原理与源码分析（二）非线性尺度空间构建

3.  OpenCV学习笔记（29）KAZE 算法原理与源码分析（三）特征检测与描述

4.  OpenCV学习笔记（30）KAZE 算法原理与源码分析（四）KAZE特征的性能分析与比较

5.  OpenCV学习笔记（31）KAZE 算法原理与源码分析（五）KAZE的性能优化及与SIFT的比较

 

KAZE算法资源：

1.  论文：  http://www.robesafe.com/personal/pablo.alcantarilla/papers/Alcantarilla12eccv.pdf

2.  项目主页：http://www.robesafe.com/personal/pablo.alcantarilla/kaze.html

3.  作者代码：http://www.robesafe.com/personal/pablo.alcantarilla/code/kaze_features_1_4.tar 
（需要boost库，另外其计时函数的使用比较复杂，可以用OpenCV的cv::getTickCount代替）

4.  Computer Vision Talks的评测：http://computer-vision-talks.com/2013/03/porting-kaze-features-to-opencv/

5.  Computer Vision Talks 博主Ievgen Khvedchenia将KAZE集成到OpenCV的cv::Feature2D类，但需要重新编译OpenCV，并且没有实现算法参数调整和按Mask过滤特征点的功能：https://github.com/BloodAxe/opencv/tree/kaze-features

6.  我在Ievgen的项目库中提取出KAZE，封装成继承cv::Feature2D的类，无需重新编译OpenCV，实现了参数调整和Mask过滤的功能:https://github.com/yuhuazou/kaze_opencv (2013-03-28更新，对KAZE代码进行了优化)

7.  Matlab 版的接口程序，封装了1.0版的KAZE代码：https://github.com/vlfeat/vlbenchmarks/blob/unstable/%2BlocalFeatures/Kaze.m

 

2.3 与其他特征算法的比较

2.3.1 与OpenCV API的融合

KAZE算法作者在其项目主页提供了源码，其中包括KAZE的核心算法库以及KAZE特征的提取、匹配和比较等例程，是基于OpenCV实现的。Computer Vision Talks的博主Ievgen Khvedchenia不久前将KAZE代码融合到OpenCV的cv::Feature2D API中，不过他是OpenCV项目的维护者之一，他的目标是在未来的OpenCV版本中加入KAZE。使用他的KAZE类需要重新编译OpenCV，并且目前只是简单地嵌入、还不能调整KAZE类的参数，也不支持Mask过滤。

因为想尽快测试和比较KAZE算法的性能，又不想重新编译OpenCV，我在Ievgen的项目库中将KAZE相关的代码抽离出来，改造为一个相对独立的cv::KAZE类，继承于cv::Feature2D类。这样就可以方便地在OpenCV中使用，并能够通过一致的接口与其它特征算法进行比较。cv::KAZE类包括如下文件：

 

[plain]  view plain copy

1. |--KAZE  
2.     |   kaze_features.cpp               // Class that warps KAZE to cv::Feature2D  
3.     |   kaze_features.h  
4.     |   kaze.cpp                        // Implementation of KAZE  
5.     |   kaze.h  
6.     |   kaze_config.cpp                 // Configuration variables and options  
7.     |   kaze_config.h  
8.     |   kaze_ipoint.cpp                 // Class that defines a point of interest  
9.     |   kaze_ipoint.h  
10.     |   kaze_nldiffusion_functions.cpp  // Functions for non-linear diffusion applications  
11.     |   kaze_nldiffusion_functions.h  
12.     |   kaze_utils.cpp                  // Some useful functions  
13.     |   kaze_utils.h  

 

其中kaze_feature.h和kaze_feature.cpp是继承cv::Feature2D的cv::KAZE类，通过这个类将KAZE核心算法库与OpenCV的Feature2D类关联起来。其具体代码如下：

[cpp]  view plain copy

1. #ifndef _KAZE_FEATURES_H_  
2. #define _KAZE_FEATURES_H_  
3.   
4. ////////////////////////////////////////////////////////////////////  
5. // Extract from ..\opencv\modules\features2d\src\precomp.hpp  
6. //  
7. #ifdef HAVE_CVCONFIG_H  
8. #include "cvconfig.h"  
9. #endif  
10.   
11. #include "opencv2/features2d/features2d.hpp"  
12. #include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"  
13. #include "opencv2/imgproc/imgproc_c.h"  
14. #include "opencv2/core/internal.hpp"  
15.   
16. #include <algorithm>  
17.   
18. #ifdef HAVE_TEGRA_OPTIMIZATION  
19. #include "opencv2/features2d/features2d_tegra.hpp"  
20. #endif  
21. //  
22. ////////////////////////////////////////////////////////////////////  
23.   
24. #include "kaze_config.h"  
25.   
26. /*! 
27.  KAZE features implementation. 
28.  !! Note that it has NOT been warped to cv::Algorithm in oder to avoid rebuilding OpenCV 
29.     So most functions of cv::Algorithm can not be used in cv::KAZE 
30.  http://www.robesafe.com/personal/pablo.alcantarilla/papers/Alcantarilla12eccv.pdf 
31. */  
32. namespace cv  
33. {  
34.     class CV_EXPORTS_W KAZE : public Feature2D  
35.     {  
36.     public:  
37.   
38.         CV_WRAP explicit KAZE();  
39.         KAZE(toptions &_options);  
40.   
41.         // returns the descriptor size in bytes  
42.         int descriptorSize() const;  
43.   
44.         // returns the descriptor type  
45.         int descriptorType() const;  
46.   
47.         // Compute the KAZE features and descriptors on an image  
48.         void operator()( InputArray image, InputArray mask, vector<KeyPoint>& keypoints,  
49.             OutputArray descriptors, bool useProvidedKeypoints=false ) const;  
50.   
51.         // Compute the KAZE features with mask  
52.         void operator()(InputArray image, InputArray mask, vector<KeyPoint>& keypoints) const;  
53.   
54.         // Compute the KAZE features and descriptors on an image WITHOUT mask  
55.         void operator()(InputArray image, vector<KeyPoint>& keypoints, OutputArray descriptors) const;  
56.   
57.         //AlgorithmInfo* info() const;  
58.   
59.     protected:  
60.   
61.         void detectImpl( const Mat& image, vector<KeyPoint>& keypoints, const Mat& mask=Mat() ) const;  
62.   
63.         // !! NOT recommend to use because KAZE descriptors ONLY work with KAZE features  
64.         void computeImpl( const Mat& image, vector<KeyPoint>& keypoints, Mat& descriptors ) const;  
65.   
66.         CV_PROP_RW int nfeatures;  
67.   
68.     private:  
69.         toptions options;  
70.     };  
71.   
72.     typedef KAZE KazeFeatureDetector;  
73.     //typedef KAZE KazeDescriptorExtractor; // NOT available because KAZE descriptors ONLY work with KAZE features  
74. }  
75.   
76. #endif  

[cpp]  view plain copy

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33. *********************************************************************/  
34.   
35. /** Authors: Ievgen Khvedchenia */  
36. /** Modified: Yuhua Zou, 2013-03-20 */  
37.   
38. #include <iterator>  
39. #include "kaze_features.h"  
40. #include "kaze.h"  
41.   
42. ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////  
43.   
44. #define DEGREE_TO_RADIAN(x) ((x) * CV_PI / 180.0)  
45. #define RADIAN_TO_DEGREE(x) ((x) * 180.0 / CV_PI)  
46.   
47. namespace cv  
48. {  
49.     /*** 
50.      *  Convertions between cv::Keypoint and KAZE::Ipoint 
51.      */  
52.     static inline void convertPoint(const cv::KeyPoint& kp, Ipoint& aux)  
53.     {  
54.         aux.xf = kp.pt.x;  
55.         aux.yf = kp.pt.y;  
56.         aux.x = fRound(aux.xf);  
57.         aux.y = fRound(aux.yf);  
58.   
59.         //cout << "SURF size: " << kpts_surf1_[i].size*.5 << endl;  
60.         aux.octave = kp.octave;  
61.   
62.         // Get the radius for visualization  
63.         aux.scale = kp.size*.5/2.5;  
64.         aux.angle = DEGREE_TO_RADIAN(kp.angle);  
65.   
66.         //aux.descriptor_size = 64;  
67.     }  
68.   
69.     static inline void convertPoint(const Ipoint& src, cv::KeyPoint& kp)  
70.     {  
71.         kp.pt.x = src.xf;  
72.         kp.pt.y = src.yf;  
73.   
74.         kp.angle    = RADIAN_TO_DEGREE(src.angle);  
75.         kp.response = src.dresponse;  
76.   
77.         kp.octave = src.octave;      
78.         kp.size = src.scale;  
79.     }  
80.   
81.     /*** 
82.      *  runByPixelsMask() for KAZE Ipoint 
83.      */  
84.     class MaskPredicate  
85.     {  
86.     public:  
87.         MaskPredicate( const Mat& _mask ) : mask(_mask) {}  
88.         bool operator() (const Ipoint& key_pt) const  
89.         {  
90.             return mask.at<uchar>( (int)(key_pt.yf + 0.5f), (int)(key_pt.xf + 0.5f) ) == 0;  
91.         }  
92.   
93.     private:  
94.         const Mat mask;  
95.         MaskPredicate& operator=(const MaskPredicate&);  
96.     };  
97.   
98.     void runByPixelsMask( std::vector<Ipoint>& keypoints, const Mat& mask )  
99.     {  
100.         if( mask.empty() )  
101.             return;  
102.   
103.         keypoints.erase(std::remove_if(keypoints.begin(), keypoints.end(), MaskPredicate(mask)), keypoints.end());  
104.     }  
105.   
106.     /*** 
107.      *  Implementation of cv::KAZE 
108.      */  
109.     KAZE::KAZE()  
110.     {  
111.     }  
112.   
113.     KAZE::KAZE(toptions &_options)  
114.     {  
115.         options = _options;  
116.     }  
117.   
118.     int KAZE::descriptorSize() const  
119.     {  
120.         return options.extended ? 128 : 64;  
121.     }  
122.   
123.     int KAZE::descriptorType() const  
124.     {  
125.         return CV_32F;  
126.     }  
127.   
128.     void KAZE::operator()(InputArray _image, InputArray _mask, vector<KeyPoint>& _keypoints,  
129.         OutputArray _descriptors, bool useProvidedKeypoints) const  
130.     {  
131.   
132.         bool do_keypoints = !useProvidedKeypoints;  
133.         bool do_descriptors = _descriptors.needed();  
134.   
135.         if( (!do_keypoints && !do_descriptors) || _image.empty() )  
136.             return;  
137.           
138.         cv::Mat img1_8, img1_32;  
139.   
140.         // Convert to gray scale iamge and float image  
141.         if (_image.getMat().channels() == 3)  
142.             cv::cvtColor(_image, img1_8, CV_RGB2GRAY);  
143.         else  
144.             _image.getMat().copyTo(img1_8);  
145.   
146.         img1_8.convertTo(img1_32, CV_32F, 1.0/255.0,0);  
147.   
148.         // Construct KAZE  
149.         toptions opt = options;  
150.         opt.img_width = img1_32.cols;  
151.         opt.img_height = img1_32.rows;  
152.   
153.         ::KAZE kazeEvolution(opt);  
154.   
155.         // Create nonlinear scale space  
156.         kazeEvolution.Create_Nonlinear_Scale_Space(img1_32);          
157.   
158.         // Feature detection  
159.         std::vector<Ipoint> kazePoints;  
160.   
161.         if (do_keypoints)  
162.         {  
163.             kazeEvolution.Feature_Detection(kazePoints);  
164.   
165.             if (!_mask.empty())  
166.             {  
167.                 runByPixelsMask(kazePoints, _mask.getMat());  
168.             }  
169.         }  
170.         else  
171.         {  
172.             kazePoints.resize(_keypoints.size());  
173.             for (size_t i = 0; i < kazePoints.size(); i++)  
174.             {  
175.                 convertPoint(_keypoints[i], kazePoints[i]);      
176.             }  
177.         }  
178.           
179.         // Descriptor generation  
180.         if (do_descriptors)  
181.         {  
182.             kazeEvolution.Feature_Description(kazePoints);  
183.   
184.             cv::Mat& descriptors = _descriptors.getMatRef();  
185.             descriptors.create(kazePoints.size(), descriptorSize(), descriptorType());  
186.   
187.             for (size_t i = 0; i < kazePoints.size(); i++)  
188.             {  
189.                 std::copy(kazePoints[i].descriptor.begin(), kazePoints[i].descriptor.end(), (float*)descriptors.row(i).data);  
190.             }  
191.         }  
192.   
193.         // Transfer from KAZE::Ipoint to cv::KeyPoint  
194.         if (do_keypoints)  
195.         {  
196.             _keypoints.resize(kazePoints.size());  
197.             for (size_t i = 0; i < kazePoints.size(); i++)  
198.             {  
199.                 convertPoint(kazePoints[i], _keypoints[i]);  
200.             }  
201.         }  
202.     }  
203.   
204.     void KAZE::operator()(InputArray image, InputArray mask, vector<KeyPoint>& keypoints ) const  
205.     {  
206.         (*this)(image, mask, keypoints, noArray(), false);  
207.     }  
208.   
209.     void KAZE::operator()(InputArray image, vector<KeyPoint>& keypoints, OutputArray descriptors) const  
210.     {  
211.         (*this)(image, noArray(), keypoints, descriptors, false);  
212.     }  
213.   
214.     void KAZE::detectImpl( const Mat& image, vector<KeyPoint>& keypoints, const Mat& mask) const  
215.     {  
216.         (*this)(image, mask, keypoints, noArray(), false);  
217.     }  
218.   
219.     void KAZE::computeImpl( const Mat& image, vector<KeyPoint>& keypoints, Mat& descriptors) const  
220.     {  
221.         (*this)(image, Mat(), keypoints, descriptors, false);       // Regenerate keypoints no matter keypoints is empty or not  
222.     }  
223.   
224. }  

 

下面是基于cv::KAZE类的特征提取与图像匹配例程及结果图：

[cpp]  view plain copy

1. // KazeOpenCV.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。  
2. //  
3.   
4. #include "predep.h"  
5.   
6. #include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"  
7. #include "opencv2/highgui/highgui.hpp"  
8. #include "opencv2/calib3d/calib3d.hpp"  
9.   
10. #include "KAZE/kaze_features.h"  
11.   
12. #pragma comment( lib, cvLIB("core") )  
13. #pragma comment( lib, cvLIB("imgproc") )  
14. #pragma comment( lib, cvLIB("highgui") )  
15. #pragma comment( lib, cvLIB("flann") )  
16. #pragma comment( lib, cvLIB("features2d") )  
17. #pragma comment( lib, cvLIB("calib3d") )  
18.   
19.   
20. using namespace std;  
21. using namespace cv;  
22.   
23.   
24. int main(int argc, char** argv[])  
25. {  
26.     Mat img_1 = imread("box.png");  
27.     Mat img_2 = imread("box_in_scene.png");  
28.   
29.     std::vector<KeyPoint> keypoints_1, keypoints_2;  
30.     Mat descriptors_1, descriptors_2;  
31.   
32.     toptions opt;  
33.     opt.extended = true;        // 1 - 128-bit vector, 0 - 64-bit vector, default: 0  
34.     opt.verbosity = true;       // 1 - show detail information while caculating KAZE, 0 - unshow, default: 0  
35.   
36.     KAZE detector_1(opt);  
37.     KAZE detector_2(opt);  
38.   
39.     double t2 = 0.0, t1 = 0.0, tkaze = 0.0;  
40.     int64 start_t1 = cv::getTickCount();  
41.   
42.     //-- Detect keypoints and calculate descriptors  
43.     detector_1(img_1, keypoints_1, descriptors_1);  
44.     detector_2(img_2, keypoints_2, descriptors_2);  
45.   
46.     t2 = cv::getTickCount();  
47.     tkaze = 1000.0 * (t2 - start_t1) / cv::getTickFrequency();  
48.   
49.     cout << "\n\n-- Total detection time (ms): " << tkaze << endl;  
50.     printf("-- Keypoint number of img_1 : %d \n", keypoints_1.size() );  
51.     printf("-- Keypoint number of img_2 : %d \n", keypoints_2.size() );  
52.   
53.     //-- Matching descriptor vectors using FLANN matcher  
54.     FlannBasedMatcher matcher;  
55.     vector< DMatch > matches;  
56.     matcher.match( descriptors_1, descriptors_2, matches );  
57.     double max_dist = 0; double min_dist = 100;  
58.   
59.     //-- Quick calculation of max and min distances between keypoints  
60.     for( int i = 0; i < descriptors_1.rows; i++ )  
61.     {   
62.         double dist = matches[i].distance;  
63.         if( dist < min_dist ) min_dist = dist;  
64.         if( dist > max_dist ) max_dist = dist;  
65.     }  
66.   
67.     //-- Find initial good matches (i.e. whose distance is less than 2*min_dist )  
68.     vector< DMatch > good_matches, inliers;  
69.     for( int i = 0; i < descriptors_1.rows; i++ )  
70.     {   
71.         if( matches[i].distance < 2*min_dist )     
72.         {   
73.             good_matches.push_back( matches[i]);   
74.         }  
75.     }  
76.   
77.     cout << "-- Computing homography (RANSAC)..." << endl;  
78.     //-- Get the keypoints from the good matches  
79.     vector<Point2f> points1( good_matches.size() );   
80.     vector<Point2f> points2( good_matches.size() );   
81.     for( size_t i = 0; i < good_matches.size(); i++ )  
82.     {  
83.         points1[i] = keypoints_1[ good_matches[i].queryIdx ].pt;  
84.         points2[i] = keypoints_2[ good_matches[i].trainIdx ].pt;  
85.     }  
86.   
87.     //-- Computing homography (RANSAC) and find inliers  
88.     vector<uchar> flags(points1.size(), 0);  
89.     Mat H = findHomography( points1, points2, CV_RANSAC, 3.0, flags );  
90.     //cout << H << endl << endl;  
91.     for (int i = 0; i < good_matches.size(); i++)  
92.     {  
93.         if (flags[i])  
94.         {  
95.             inliers.push_back( good_matches[i] );  
96.         }  
97.     }  
98.   
99.     //-- Draw Keypoints  
100.     Mat img_1k, img_2k;  
101.     drawKeypoints(img_1, keypoints_1, img_1k, Scalar::all(-1), DrawMatchesFlags::DRAW_RICH_KEYPOINTS);  
102.     drawKeypoints(img_2, keypoints_2, img_2k, Scalar::all(-1), DrawMatchesFlags::DRAW_RICH_KEYPOINTS);  
103.   
104.     //-- Draw inliers  
105.     Mat img_matches;  
106.     drawMatches( img_1, keypoints_1, img_2, keypoints_2,  
107.         inliers, img_matches, Scalar::all(-1), Scalar::all(-1),  
108.         vector<char>(), DrawMatchesFlags::NOT_DRAW_SINGLE_POINTS );  
109.   
110.     printf("-- Number of Matches : %d \n", good_matches.size() );  
111.     printf("-- Number of Inliers : %d \n", inliers.size() );  
112.     printf("-- Match rate : %f \n", inliers.size() / (float)good_matches.size() );  
113.   
114.     //-- Localize the object  
115.     //-- Get the corners from the image_1 ( the object to be "detected" )  
116.     vector<Point2f> obj_corners;  
117.     obj_corners.push_back( Point2f(0,0) );  
118.     obj_corners.push_back( Point2f(img_1.cols,0) );  
119.     obj_corners.push_back( Point2f(img_1.cols,img_1.rows) );  
120.     obj_corners.push_back( Point2f(0,img_1.rows) );  
121.   
122.     if (!H.empty())  
123.     {  
124.         vector<Point2f> scene_corners;  
125.         perspectiveTransform(obj_corners, scene_corners, H);  
126.   
127.         //-- Draw lines between the corners (the mapped object in the scene - image_2 )  
128.         int npts = scene_corners.size();  
129.         for (int i=0; i<npts; i++)  
130.             line( img_matches, scene_corners[i] + Point2f( img_1.cols, 0),   
131.                 scene_corners[(i+1)%npts] + Point2f( img_1.cols, 0), Scalar(0,0,255), 2 );  
132.     }  
133.   
134.     //-- Show detected matches  
135.     cout << "-- Show detected matches." << endl;  
136.     namedWindow("Image 1",CV_WINDOW_NORMAL);  
137.     namedWindow("Image 2",CV_WINDOW_NORMAL);  
138.     namedWindow("Good Matches",CV_WINDOW_NORMAL);  
139.     imshow( "Image 1", img_1k );  
140.     imshow( "Image 2", img_2k );  
141.     imshow( "Good Matches", img_matches );  
142.     waitKey(0);  
143.     destroyAllWindows();  
144.   
145.     return 0;  
146. }  

 

 

 

2.3.2 KAZE特征的性能测试与比较

KAZE论文中给出了若干实验图表数据，与SURF、SIFT和STAR相比，KAZE有更好的尺度和旋转不变性，并且稳定、可重复检测。主要的实验包括：

（1）   重复检测试验

这里主要从旋转缩放、视角变换、噪声干扰、模糊图像、压缩图像等方面进行了测试，可以看出KAZE的可重复性明显优于其它特征。

 

（2）   特征检测与匹配试验

这里也是从旋转缩放、视角变换、噪声干扰、模糊图像、压缩图像等方面进行了测试，给出了特征匹配的Precision-Recall图。使用的匹配算法是最近邻匹配。这里可以看出，在图像模糊、噪声干扰和压缩重构等造成的信息丢失的情况下，KAZE特征的鲁棒性明显优于其它特征。

 

（3）   表面形变目标的特征匹配

这里可以看出基于g2传导函数的KAZE特征性能最好。

 

（4）   检测效率测试

这里可以看出KAZE的特征检测时间高于SURF和STAR，但与SIFT相近。这里比较花时间的是非线性尺度空间的构建。

 

作者提出通过多线程并行计算进行AOS求解的方法来加快运行速度，在实现代码中，他们用boost/thread库进行AOS求解和寻找局部极大值点。不过我通过测试发现这并没有明显提高运行速度，可能是因为他们的代码中，分发的多个线程最后要用thread.join()等待所有计算线程结束，然后才能继续后续运算。这个join的使用反而可能会降低运行速度。

 

 

Computer Vision Talks博客不久前对KAZE算法进行了评测，并与其它特征进行了性能比较。这里我根据Ievgen在github上的OpenCV-Features-Comparison代码进行了更深入的测试，进一步显示了KAZE特征在尺度缩放、旋转变换、亮度变化和高斯模糊等情况下的优良性能。

 

(1) Percent of correct matches

(2) Percent of matches

(3) Match ratio

(4) Mean distance

(5) Homography error

  

不过KAZE在运行时间上的短板的确很明显，远高于其他特征。特别是，论文的实验显示KAZE和SIFT的检测速度相差并不大。但在我的实验中，KAZE的检测时间是SIFT的10倍，而且SIFT比SURF还快一倍！这可能是OpenCV的实现代码中对SIFT做了较大的优化。具体还需要再研究下OpenCV的代码。

 

 

最后分享一下上述图表的Matlab代码：

[plain]  view plain copy

1. %%   
2. % MATLAB script for the visualization of the results of OpenCV-Features-Comparison  
3. % Copyright (c) by Yuhua Zou.   
4. % Email: yuhuazou AT gmail DOT com OR chenyusiyuan AT 126 DOT com  
5. %  
6.   
7. close all;  
8. clear all;  
9. clc;  
10.   
11. % workroot: directory which contains files as follows:  
12. %     HomographyError.txt  
13. %     MatchingRatio.txt  
14. %     MeanDistance.txt  
15. %     PercentOfCorrectMatches.txt  
16. %     PercentOfMatches.txt  
17. %     Performance.txt  
18. %  
19. workroot='.\5\';  
20. files=dir([workroot,'*.txt']);  
21.   
22. % use the file name as the figure name, stored in a cell 'nameFigure'  
23. nameFigure = cell(1,length(files));  
24.   
25. for i=1:length(files),  
26.     % get file name and create a correspoinding figure  
27.     filename = files(i,1).name;  
28.     nameFigure{i} = filename(1:end-4);  
29.     figure('Name',nameFigure{i},'Position',[20 40 1240 780]);   
30.       
31.     % initialize 2 cells to store title name and legends of each plot  
32.     nameTitle{1} = '';  
33.     nameLegend{1} = '';     
34.       
35.     % open file  
36.     file = fullfile(workroot,filename);  
37.     fid = fopen(file,'r');  
38.       
39.     % process 'Performance.txt' individually   
40.     if strcmp(nameFigure{i},'Performance') ,  
41.         nl = 0;  
42.         data = 0;  
43.           
44.         %% analyze each line  
45.         tline = fgetl(fid);  
46.         while ischar(tline),  
47.             nl = nl + 1;          
48.             tline(tline == '"') = '';      
49.             if nl == 1,  
50.                 nameTitle{ 1 } = tline;  
51.             elseif nl == 2,  
52.                 args = regexp(tline,'\t','split');  
53.                 nameLegend = args(2:end);  
54.             elseif ~isempty(tline),  
55.                 args = regexp(tline,'\t','split');  
56.                 cols = length(args) - 1;  
57.                 tick = args{1};   
58.                 nameTick{nl-2} = tick;  
59.                 for n = 1:cols, data(nl-2,n) = str2num( args{n+1} ); end  
60.             end  
61.             tline = fgetl(fid);  
62.         end  
63.           
64.         % plotting  
65.         for k=1:2,  
66.             subplot(2,1,k);  
67.             [data_sorted,idx] = sort(data(:,k),'ascend');  
68.             h = barh( data_sorted ); % get the handle to change bar color              
69.             xlabel('Time (ms)'); ylabel('Algorithms');  
70.             title(nameLegend{ k }, 'FontWeight', 'bold');  
71.             set(gca, 'yticklabel', nameTick(idx), 'FontSize', 7);  
72. %             set(gca,'yticklabel','','FontSize',7); % unshow y-axis ticks  
73.   
74.             %% attach the value to the right side of each bar  
75.             x = get(h, 'XData');  
76.             y = get(h, 'YData');  
77.             horiGap = 0.01 * ( max(y) - min(y) );  
78.             for c=1:length(x),  
79.                 text( y(c) + horiGap, x(c), num2str(y(c), '%0.3f'),...  
80.                     'HorizontalAlignment','left','VerticalAlignment','middle',...  
81.                     'FontSize',7);                  
82.             end  
83.               
84.             %% Change the color of each bar  
85.             ch = get(h,'Children'); % get children of the bar group  
86.             fvd = get(ch,'Faces'); % get faces data  
87.             fvcd = get(ch,'FaceVertexCData'); % get face vertex cdata  
88. %             [zs, izs] = sortrows(datak,1); % sort the rows ascending by first columns  
89.             for c = 1:length(data_sorted)  
90.                 fvcd(fvd(c,:)) = idx(c); % adjust the face vertex cdata to be that of the row  
91.             end  
92.             set(ch,'FaceVertexCData',fvcd) % set to new face vertex cdata  
93.             % you can search 'FaceVertexCData' in MATLAB Help for more info.  
94.         end  
95.     else  
96.     %% process other documents  
97.         nDataRow = 0;   % rows of numerical data in each plot  
98.         nPlot = 0;      % number of plots  
99.         data{1} = 0;    % all numerical data in current document  
100.           
101.         %% analyze each line  
102.         tline = fgetl(fid);  
103.         while ischar(tline) && ~strcmp(tline, -1),    
104.             % split the line into strings by '\t'      
105.             args = regexp(tline,'\t','split');  
106.             if strcmp(args{end},''), args = args(1:end-1); end; % remove the last empty one  
107.               
108.             % the line which contains only one string   
109.             % is recognized as the beginning of a new plot  
110.             % the string is stored as plot title  
111.             % which represents the transformation type  
112.             if length(args) == 1,  
113.                 nDataRow = 0;  
114.                 nPlot = nPlot + 1;  
115.                 tline(tline == '"') = '';  
116.                 nameTitle{ nPlot } = tline;  
117.             else  
118.                 % the line with several '"'s under the 'plot title' line  
119.                 % stores legends of the plot  
120.                 % which represent feature methods  
121.                 if ~isempty( find( tline=='"', 1 ) ),  
122.                     tline(tline == '"') = '';   
123.                     nameLegend{ nPlot } = args(2:end);  
124.                 else  
125.                 % the line without '""'s contains numerical data  
126.                 % which represent experiment data  
127.                     nDataRow = nDataRow + 1;  
128.                     for n = 1:length(args),   
129.                         data{ nPlot }(nDataRow,n) = str2double( args{n} );   
130.                     end  
131.                 end  
132.             end  
133.             tline = fgetl(fid);  
134.         end            
135.           
136.         %% plotting  
137.         cmap = colormap( jet( length( nameLegend{1} ) ) ); % cmap: table of line color  
138.         for p = 1:nPlot,  
139.             subplot(ceil(nPlot/2), 2, p);   
140.             xdata = data{p}(:,1);  
141.             ydata = data{p}(:,2:end);  
142.             for r=1:size(ydata,2)  
143.                 plot(xdata, ydata(:,r), 'Color', cmap(r,:), 'LineWidth',2); hold on; % draw each line with different color  
144.             end  
145.             title(nameTitle{p},'FontWeight','bold');  
146.             if p == 1, legend(nameLegend{p},'Location','Best','FontSize',7); end  
147.             xlim([min(xdata(:)-0.1*max(xdata(:))), 1.1*max(xdata(:))]);  
148.             ylim([0, 1.1*max(ydata(:))]);  
149.         end  
150.     end     
151.       
152.     fclose(fid);  
153. end  

 

其中bar的颜色设置参考自： http://www.mathworks.cn/support/solutions/en/data/1-4LDEEP/index.html?solution=1-4LDEEP

 

KAZE特征分析的系列笔记到此暂告一段落了，我觉得如果能够在非线性尺度空间的构建和特征检测方面对算法做出优化和改进、提高其实时性，KAZE 将大有用武之地。笔记仓促写完，还有很多不足和问题，欢迎大家指正和讨论，谢谢！