Fast SIFT Image Features Library のインストール（Ubuntu 上）

Fast SIFT Image Features Library（libsiftfast）は，SIFT 画像特徴量を計算するライブラリである．コマンドラインインタフェース（siftfast コマンド），Octave/MATLAB 用スクリプト，Python インタフェースを持つ．最新版は 1.2 である．

この Web ページで行うこと

Fast SIFT Image Features Library のビルドとインストール
siftfast コマンドを使い，PGM 画像ファイル（濃淡画像）から SIFT 特徴量を求める
Octave を起動し SIFT 特徴量を求める

SIFT 画像特徴量のうち座標値 (x,y) をプロットしたもの

前準備

Ubuntu のシステム更新

Ubuntu で OS のシステム更新を行うときは，端末で，次のコマンドを実行する。これは、パッケージ情報を最新の状態に保ち、インストール済みのパッケージをセキュリティアップデートやバグ修正を含めて更新するためである。

Ubuntu のインストールはこちらの別ページで説明する。

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
# インストール済みのパッケージを包括的に更新 (依存関係も考慮)
sudo apt full-upgrade
# カーネル更新等で実際に再起動が必要な場合のみ実行を推奨
# sudo shutdown -r now

C/C++ コンパイラと Make とビルドツールのインストール

ソースコードからビルドするには、C/C++ コンパイラ (通常は GCC) や make ユーティリティといった開発ツールが必要である。Ubuntu では、これらのツールは build-essential パッケージにまとめられている。インストールするには，端末で，次のコマンドを実行する。

sudo apt -y install build-essential libtool texinfo dpkg-dev pkg-config

libtool, texinfo, dpkg-dev, pkg-config は、ビルドやパッケージ管理の際に使用される開発関連ツールである。

cmake, curl のインストール（Ubuntu 上）

インストールするには，端末で，次のコマンドを実行する．

# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install cmake cmake-curses-gui cmake-gui curl

Fast SIFT Image Features Library のインストール（ソースコードを使用）（Ubuntu 上）

SourceForge の Fast SIFT Image Features Library の Web ページを開く
利用条件などを確認する．
http://sourceforge.net/projects/libsift/
「View all files」をクリックし，配布ファイルの一覧を確認する

libsiftfast のインストール

端末で，次のコマンドを実行する．ソースコードは 2009 年公開の 1.2 であるため，現在の GCC でビルドできるように -std=gnu++14，-Wno-narrowing，-fpermissive を指定している．

cd /tmp
curl -L -O https://sourceforge.net/projects/libsift/files/libsiftfast/libsiftfast-1.2/libsiftfast-1.2-src.tgz
cd /usr/local
sudo rm -rf libsiftfast-1.2-src
sudo tar -xvzof /tmp/libsiftfast-1.2-src.tgz
sudo chown -R $USER libsiftfast-1.2-src
cd libsiftfast-1.2-src
rm -rf build
mkdir build
cd build
cmake -DCMAKE_VERBOSE_MAKEFILE=OFF -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCMAKE_CXX_FLAGS="-std=gnu++14 -Wno-narrowing -fpermissive" ..
make
sudo make install
# 共有ライブラリのキャッシュを更新
sudo ldconfig

結果の確認
エラーメッセージが出ていないこと
siftfast コマンドが使用できることの確認
端末で，次のコマンドを実行する．インストール先のパスが表示されればよい．
```
which siftfast
```

テスト実行（Ubuntu 上）

ここでサンプルとして使用する画像

fruits.jpg: https://github.com/opencv/opencv/blob/master/samples/data/fruits.jpg

curl コマンドを用いてダウンロードできる．あるいは Web ブラウザでもダウンロードできる．

curl -L https://github.com/opencv/opencv/blob/master/samples/data/fruits.jpg?raw=true -o fruits.jpg

テスト実行の手順

siftfast を使って PGM 画像ファイル（濃淡画像）から SIFT 特徴量を求める．siftfast コマンドは標準入力から PGM 形式の濃淡画像を読み込み，標準出力に特徴量を書き出す．

ImageMagick のインストール
JPEG から PGM への変換に ImageMagick を使うので，ImageMagick のインストールを行っておく．
インストールするには，端末で，次のコマンドを実行する．
```
# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install imagemagick
```
Ubuntu の imagemagick パッケージは ImageMagick 6 であり，コマンド名は convert，display である．ImageMagick 7 を別途導入している場合は，convert の代わりに magick，display の代わりに magick display を使用する．
テストに使う PGM 画像ファイルの準備と確認表示
ImageMagick の convert コマンドを使い，PGM 画像ファイルに変換する．-colorspace Gray の指定により濃淡画像に変換される．
```
convert fruits.jpg -colorspace Gray fruits.pgm
display fruits.pgm
```
siftfast を用いた SIFT 特徴量の算出．確認のため，結果の先頭 10 行を表示．
```
siftfast < fruits.pgm > fruits.key
head fruits.key
```
結果のファイルを整形
出力ファイルでは 1 個の特徴量が複数行に分かれて記録されている．次のコマンドは，1 個の特徴量を 1 行にまとめる整形を行う．
```
cat fruits.key | sed 's/^$/@/g' | tr -d '\n' | sed 's/@/\n/g' > fruits.sift
head fruits.sift
```

Octave を起動し SIFT 特徴量を求める

Octave のインストール
端末で，次のコマンドを実行する．rgb2gray 関数を使うため，image パッケージも併せてインストールする．
```
# パッケージリストの情報を更新
sudo apt update
sudo apt -y install octave octave-image
```

ドキュメントの確認

cat /usr/local/share/siftfast/octave/siftfast.m

Octave を起動し siftfast 関数を使う
* 「lena_std.jpg」の部分は画像ファイル名に書き換えて使う．
```
curl -O https://www.kkaneko.jp/sample/lena_std.jpg
octave
```
Octave のプロンプトで，次を実行する．
```
pkg load image
addpath('/usr/local/share/siftfast/octave')

rgb = imread("lena_std.jpg");
mono = rgb2gray( rgb );
colormap(gray(256));
imshow(mono);

MA = 1 / double( max(max( mono )) );
[frames, descriptors] = siftfast( double(mono) * MA );
```
* addpath の実行を忘れると，siftfast 関数が見つからず，次のようなエラーが出る．その場合は addpath を実行してから再度実行する．
SIFT 画像特徴量のうち座標値 (x,y) をプロット
frames の 1 行目が x 座標，2 行目が y 座標である．
```
imshow(mono)
hold on
plot(frames(1,:), frames(2,:), 'r.')
hold off
```