Vuforia v1.5 SDK: Analysis and evaluation of capabilities
引用： Ibañez, A. S., & Figueras, J. P. (2013). Vuforia v1. 5 SDK: Analysis and evaluation of capabilities (Doctoral dissertation, Master Thesis, Universitat Politecnica De Catalunya).
关键词：增强现实；Vuforia；图像识别
这是西班牙加泰罗尼亚理工大学2013年的一篇硕士学位论文，本文对Vuforia v1.5版本的SDK通过实验进行了性能评估，由于学位论文篇幅较长，我重点学习了第六章的测试部分。
文章内容：
第一章：Augmented Reality And Image Recognition
本章主要介绍了增强现实和图像识别的一些概念性问题
第二章：Vuforia Augmented Reality SDK
本章主要介绍了Vuforia增强现实的特点和功能
1.结构
Camera
Image Converter
Tracker
Video Background Renderer
Application Code
Target Resources
2.特性
3.跟踪
Image targets（Datasets、Parameters）
Multi targets
Frame Marker
4.虚拟按钮
5.Target management system（TMS）
第三章：Vuforia Field Of Applications
介绍Vuforia的应用
第四章：Application Development
用Unity结合Vuforia SDK进行应用开发
第五章：Inmediate Incoming Future 2.0
介绍了Vuforia SDK 2.0版本的新功能
第六章：Test And Results
本章对Vuforia的性能进行了测试。
1.初始准备阶段
（1）目标图片的设计与制作
①第一步确定最易于之别的形状：多边形
a. Vuforia的检测算法基于无标记的自然特征识别
b.特征点质量的三要素：
高密度 high density
均匀分布 uniform distribution
无重复 no repetitive patterns
c.简言之，在形状上棱角越多越易于特征提取
②第二步对比不同形状的多边形（避免特征重复）
a. 实验得到：对比度高，未重复，但是特征分布不均匀，且特征点识别度不高
③改变图片纹理和背景
a. 改变纹理和背景之后产生高对比度，特征质量有提高
b. 目标管理器处理图片的三个依据：
形状、阴影和均匀的特征分布
c. 检测算法的工作方式：从左到右执行水平扫描，图像阴影的变化增强了该过程
d. 阴影在很大程度上决定了质量；在特征点高密度和高对比度时，形状并不是很重要。
（2）确定图像色调
①直方图
a.用直方图来分析色调的改变如何影响跟踪
b.偏暗的图像，直方图中左、中心有大量数据
c.偏亮的图像，直方图中右、中心有大量数据
d.彩色或灰色不影响直方图
②研究直方图分布与特征识别的关系
a.可以看出，直方图分布越均匀，识别度越高
③探究能识别的最小色调范围
a.暗色调更易于分辨
b.暗色和白色的最小识别是40和50
（3）检测算法的最低要求
a.一个像素色调的改变不足以影响图像的特征，至少需要两组以上随机的像素点来标记图像的特征。
b.算法通过两次扫描来确定标记的图像特征（上到下，左到右）
2.测试设备
同一设备测试同一应用，设备的系统、cpu、内存、相机等方面都存在差异。
用ISO12233图像检测相机质量
3.测试结果
测试分为两部分：检测与跟踪
对象也分为两种：可跟踪的图像目标与帧标记
（1）检测
①反应时间
a.特征图像检测，单个图像检测时间均小于1秒，多个图像检测时间有差异
b.帧标记图像检测，检测时间极短：因为帧标记只需要处理9个4位帧标记解码，处理时间短（）且帧标记不需要上传TMS。
②距离
确定最小的检测距离，以便确定场景的边界
a.距离与目标大小成正比
b.帧标记易于识别，所以最小距离增大
③遮挡
a.平均分最大遮挡面积在55%-75%之间
b.可视区域中的特征点密集程度将决定是否检测到目标
c.帧标记不能被遮挡
④角度
a.最大倾角为与水平面50度左右
（2）跟踪
①距离
检测之后，跟踪图像的最大距离
a.在跟踪模式下，图像特征并不像检测那么很重要，只要图像和环境之间存在明显的对比度，就可以跟踪目标。
②移动速度
移动状态下，确定可跟踪的最大速度
③遮挡百分比
a. 图像跟踪不仅取决于图像的百分比，识别算法选择一组特征点将其与存储在数据库中的分布进行比较，而图像一旦被检测到，则需要更少的特征集来跟踪。
④角度
a. 道理同遮挡面积，一旦检测到可以允许很大的倾角。