https://blog.csdn.net/qianqing13579/article/details/46509037
梯度直方图特征(HOG) 是一种对图像局部重叠区域的密集型描述符, 它通过计算局部区域的梯度方向直方图来构成特征。Hog特征结合SVM分类器已经被广泛应用于图像识别中，尤其在行人检测中获得了极大的成功。需要提醒的是，HOG+SVM进行行人检测的方法是法国研究人员Dalal在2005的CVPR上提出的，而如今虽然有很多行人检测算法不断提出，但基本都是以HOG+SVM的思路为主。
HOG特征是一种局部区域描述符,它通过计算局部区域上的梯度方向直方图来构成人体特征,能够很好地描述人体的边缘。它对光照变化和小量的偏移不敏感。
图像中像素点(x,y)的梯度为
Dalal提出的Hog特征提取的过程：把样本图像分割为若干个像素的单元（cell），把梯度方向平均划分为9个区间（bin），在每个单元里面对所有像素的梯度方向在各个方向区间进行直方图统计，得到一个9维的特征向量，每相邻的4个单元构成一个块（block），把一个块内的特征向量联起来得到36维的特征向量，用块对样本图像进行扫描，扫描步长为一个单元。最后将所有块的特征串联起来，就得到了人体的特征。例如，对于64*128的图像而言，每2*2的单元（16*16的像素）构成一个块，每个块内有4*9=36个特征，以8个像素为步长，那么，水平方向将有7个扫描窗口，垂直方向将有15个扫描窗口。也就是说，64*128的图片，总共有36*7*15=3780个特征。
在行人检测过程中，除了上面提到的HOG特征提取过程，还包括彩图转灰度，亮度校正等步骤。总结一下，在行人检测中，HOG特征计算的步骤：
（1）将输入的彩图转换为灰度图；
（2）采用Gamma校正法对输入图像进行颜色空间的标准化（归一化）； 目的是调节图像的对比度，降低图像局部的阴影和光照变化所造成的影响，同时可以抑制噪音的干扰；
（3）计算梯度；主要是为了捕获轮廓信息，同时进一步弱化光照的干扰。
（4）将梯度投影到单元的梯度方向；目的是为局部图像区域提供一个编码，
（5）将所有单元格在块上进行归一化；归一化能够更进一步对光照、阴影和边缘进行压缩，通常，每个单元格由多个不同的块共享，但它的归一化是基于不同块的，所以计算结果也不一样。因此，一个单元格的特征会以不同的结果多次出现在最后的向量中。我们将归一化之后的块描述符就称之为HOG描述符。
（6）收集得到检测空间所有块的HOG特征；该步骤就是将检测窗口中所有重叠的块进行HOG特征的收集，并将它们结合成最终的特征向量供分类使用。
支持向量机SVM是从线性可分情况下的最优分类面提出的。所谓最优分类，就是要求分类线不但能够将两类无错误的分开，而且两类之间的分类间隔最大，前者是保证经验风险最小（为0），而通过后面的讨论我们看到，使分类间隔最大实际上就是使得推广性中的置信范围最小。推广到高维空间，最优分类线就成为最优分类面。
支持向量机是利用分类间隔的思想进行训练的，它依赖于对数据的预处理，即，在更高维的空间表达原始模式。通过适当的到一个足够高维的非线性映射
，分别属于两类的原始数据就能够被一个超平面来分隔。如下图所示：
空心点和实心点分别代表两个不同的类，H为将两类没有错误的区分开的分类面，同时，它也是一个最优的分类面。原因正如前面所述，当以H为分类面时，分类间隔最大，误差最小。而这里的
之间的距离margin就是两类之间的分类间隔。支持向量机将数据从原始空间映射到高维空间的目的就是找到一个最优的分类面从而使得分类间隔margin最大。而那些定义最优分类超平面的训练样本，也就是上图中过的空心点和实心点，就是支持向量机理论中所说的支持向量。显然，所谓支持向量其实就是最难被分类的那些向量，然而，从另一个角度来看，它们同时也是对求解分类任务最有价值的模式。
支持向量机的基本思想可以概括为：首先通过非线性变换将输入空间变换到一个高维空间，然后在这个新空间中求取最优线性分类面，而这种非线性变换是通过定义适当的内积函数来实现的。支持向量机求得的分类函数形式上类似于一个神经网络，其输出是若干中间层节点的线性组合，而每一个中间层节点对应于输入样本与一个支持向量的内积，因此也被叫做支持向量网络。如下图所示：
由于最终的判别函数中实际只包含于支持向量的内积和求和，因此判别分类的计算复杂度取决于支持向量的个数。
不难发现，支持向量机作为统计学习理论中的经典代表使用了与传统方法完全不同的思路，即不是像传统方法那样首先试图将原输入空间降维（即特征选择和特征变换），而是设法将输入空间升维，以求在高维空间中问题变得线性可分或接近线性可分。因为升维知识改变了内积运算，并没有使得算法的复杂性随着维数的增加而增加，而且在高维空间中的推广能力并不受到维数的影响。
另外，需要说明的是，支持向量机采用不同的内积函数，将导致不同的支持向量机算法
目前得到研究的内积函数主要有以下三类：
（1）采用多项式形式的内积函数；
（2）采用核函数形式的内积函数；
（3）采用S形函数作为内积函数；