1.4 特征提取的应用

特征提取的应用场景很多，此处主要介绍特征提取在目标识别、图像配准、三维重构、目标跟踪、视觉测量、信息隐藏任务中的应用。

（1）目标识别

目标识别（object recognition）是一个特殊目标（或一种类型的目标）从其他目标（或其他类型的目标）中被区分出来的过程。它是现代信息技术应用中最具吸引力的领域之一，尤其在复杂或危险环境下的无损检测等领域[20]。

目标识别由特征提取和分类两步完成，其中特征提取是准确分类的关键和前提，特征提取的优劣直接决定目标识别结果的好坏。

（2）图像配准

图像配准（image registration）是将不同时间、使用不同传感器（成像设备）或不同条件 （天候、照度、摄影位置、角度等）下获取的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程。它在遥感、医学、计算机视觉等领域得到了广泛的发展和应用[21]。

图像配准一般需要特征提取、图像匹配、计算图像空间坐标变换的参数和坐标变换4个步骤。特征提取是图像配准的关键步骤，是图像精确配准的根本保证。

（3）三维重构

三维重构（3D reconstruction）是获取物体三维结构或三维坐标信息的过程。它是计算机辅助设计、计算机动画、计算机视觉、医学图像处理、虚拟现实和数字媒体创作等领域的共性科学问题和核心技术问题[22]。

三维重构一般包括图像获取、摄像机标定、特征提取、立体匹配和三维重建5个步骤。特征提取是三维重构的关键步骤，它提供三维重构精度的重要保障。

（4）目标跟踪

目标跟踪（object tracking）可以获得目标的运动特征、运动轨迹或摄像机自身的运动参数。目标跟踪已经在安全监控、自主导航、交通管制、医疗诊断、虚拟现实、视频压缩以及气象分析等许多领域广泛应用[23]。

目标跟踪一般包括特征提取、特征匹配和目标模板更新3个步骤。特征提取是目标跟踪的基础步骤，是目标跟踪稳定性的重要保障。

（5）视觉测量

视觉测量（vision measurement）是以现代光学为基础，融合计算机技术、激光技术、图像处理与分析技术等，实现空间几何尺寸精确测量和定位的过程。视觉测量已经广泛应用于工业、农业、交通、林业、纺织、航天等行业，涉及产品测量、定量检测、逆向工程、智能导航等领域[24]。特征提取是视觉测量的关键步骤，是测量精度的决定性因素。

（6）信息隐藏

信息隐藏是隐藏信息到载体的过程，数字水印（digital watermarking）是信息隐藏领域的内容之一。

综上所述，特征检测与提取是工业、农业、交通、林业、纺织、航天等行业在安全监控、自主导航、交通管制、医学图像处理、医疗诊断、计算机视觉、计算机辅助设计、数字媒体创作、虚拟现实、视频压缩、质量检测、定量测量、气象分析、逆向工程等广泛应用领域的关键性问题，特别是对大数据，特征选择技术是其解决维数灾难的有效途径，因此，特征检测与提取的研究具有重要的理论价值和广泛的应用价值。