轮廓波域Entropy—Fourier旋转不变算子在纹理分类中的应用

针对图像的旋转问题,提出一种基于contourlet域的旋转不变纹理描述算子。对contourlet变换后的系数进行处理,提取子带香农熵作为特征向量,然后对各个尺度的特征向量进行离散傅立叶变换,得到旋转不变的纹理特征。利用傅立叶谱的对称性,将特征向量进一步降维。最后采用支持向量机和欧式距离对纹理图像进行分类。在包含1456幅图像的自建图像库中进行分类实验,结果表明该方法在低计算复杂度的优势下。能获得较好的分类性能。     

曲波变换用于磨粒图像不变矩的提取

曲波变换(curvelet)具有各向异性和良好的曲线奇异性表达能力。为了克服Hu不变矩和不变小波矩在表达铁谱磨粒形貌信息方面的不足,将曲波变换引入磨粒特征提取过程,并与Hu不变矩结合,提出一种基于曲波变换的磨粒图像不变矩提取方法。首先利用曲波变换将图像进行分解与重构,得到不同尺度的子图像;然后提取各子图像的Hu不变矩,获得图像的曲波不变矩;最后将该方法应用于典型磨粒识别,总识别率达到83.33%。实验结果表明,与Hu不变矩和不变小波矩相比,磨粒图像的曲波不变矩能更好地表达磨粒的形貌特征。     

基于四元数傅里叶梅林变换的旋转不变彩色纹理分类

提出一种基于四元数傅里叶梅林变换(Quaternion Fourier-Mellin Transform,QFMT)的旋转不变彩色纹理分类方法。该方法首先对彩色图像各分量图像进行对数极坐标变换,然后将经过变换后的3幅分量图像表示成四元数,并对其进行四元数傅里叶变换(Quaternion Fourier Transform,QFT),最后对幅度谱分别统计其环形特征量和楔形特征量作为纹理分类的特征向量,利用最近邻分类器进行分类。实验结果表明,本文提出的方法分类准确率更高,且具有良好的旋转不变纹理分析性能。     

基于改进小波矩特征的快速无损图像描述算法

为了更有效地利用小波矩不变量算法来快速无损地计算图像特征值, 提出了一种融合Mallat算法的无损采样的新型小波矩不变量算法. 在此基础之上, 结合傅里叶变换的原理及特点, 提出了基于频率幅值谱与小波矩不变量的特征提取方法. 并将改进的小波矩不变量算法与传统使用三次B样条矩的小波矩、Hu矩进行了比较. 实验表明, 改进的小波矩不变量在比传统小波矩不变量算法性能几乎没有损失的情况下, 大大加快了小波矩不变量的计算速度, 并且基于频率幅值谱的小波矩有更强的抗噪性.     

基于Zernike矩的模糊与仿射混合不变量研究

Zernike矩作为形状描述子,其信息冗余度低且对噪声不敏感,在图像特征提取和模式识别中得到了广泛应用。为提高Zernike矩对含有模糊和仿射图像的形状描述能力,提出一种基于Zernike矩的形状描述子,该描述子使用规范化方法构造Zernike矩的仿射不变量,结合Zernike矩的模糊不变量得到Zernike矩的模糊和仿射混合不变量。将该矩混合不变量作为形状描述子描述图像的形状特征,并与几何矩模糊和仿射混合不变量进行对比实验,结果表明,Zernike矩的模糊和仿射混合不变量在混合形变下形状描述能力较强,具有不变性,并且对噪声的鲁棒性较好。     

基于小波矩的车辆特征提取算法研究

车辆目标图像特征提取是智能交通系统中车辆识别与分类的关键问题。在车型提取算法中,矩特征是较为常用的车型特征描述子。针对Hu矩的七个特征分量在数量级上差别较大且受比例因子影响的问题,基于不变矩和小波能量的原理和特点的研究,重点提出了基于小波矩的特征提取算法,并应用于车辆的特征提取。最后的实验对实际车辆图像进行采集,对预处理图像进行小波分解得到三级子图像,对子图像求取修正Hu不变矩,将不变矩作为特征量,利用最小邻距离分类得出识别结果。最后的实验结果显示,通过这种方法提取的特征量具有平移、旋转、比例不变性,能反映目标图像的重要的、本原的属性,与传统Hu矩相比,识别率提高了13.5%,达到了预期的目标。     

基于图像归一化的DFT域数字水印嵌入算法

抗几何攻击的鲁棒图像水印算法研究是一项富有挑战性的工作.本文以图像归一化理论为基础,提出了一种可有效抵抗几何攻击的DFT域数字图像水印方案.该方案首先利用基于矩的图像归一化技术将原始载体映射到几何不变空间内,并结合不变质心理论提取出归一化图像的重要区域;然后对重要区域实施分块离散傅立叶变换(DFT);最后结合幅值谱信息自适应确定水印嵌入位置,并利用量化调制策略将数字水印嵌入到重要区域的相位和幅值内.仿真实验结果表明,该数字图像水印方案不仅具有良好的不可感知性,而且具有较强的抵抗常规信号处理及几何攻击的能力.     

基于改进的阶次规正不变矩小目标识别新方法

提出了一种基于改进的阶次规正不变矩卫星图像小目标识别方法。首先将卫星图像分割成子块，以图像灰度方差描述子块图像特征，应用所提出的子块合并理论进行分类，减少了卫星图像识别的计算量，大大降低了误判率。提出了改进的阶次规正不变矩理论，并将其应用于小目标物体识别中。以改进的阶次规正不变矩特征作为检测模板和待识别小目标图像相似度的测度，有效区分了小目标物体间的较小差别并解决了由噪声所造成的不封闭性问题；同时将GA理论引入图像匹配识别中。实验结果表明：所提方法识别率可达96．67％，该方法的提出对于图像自动识别具有非常重要的现实意义。     

基于Radon和解析Fourier-Mellin变换的尺度与旋转不变目标识别算法

由于正交矩对噪声鲁棒性强、重建效果好,因此被广泛应用于目标识别与分类中,但是正交矩本质上缺乏尺度变换不变性,而且必要的图像二值化与规一化过程会引入重采样与重量化误差。为此,在研究现有正交矩的基础上,提出了一种基于Radon变换和解析Fourier-Mellin变换的尺度与旋转不变的目标识别算法。该算法首先直接对目标灰度图像进行Radon变换,然后对Radon变换结果进行进一步解析,通过Fourier-Mellin变换将原图像的旋转变化转化为相位变化,将原图像的尺度变化转化为幅度变化;最后,通过定义一旋转与尺度不变函数,同时利用不变函数的4种特征,再应用k-近邻法实现分类。理论与实验结果表明,由于避免了正交矩方法存在的重采样与重量化误差,该算法的分类精度高于基于正交矩的分类方法,而且对白噪声的鲁棒性也显著高于基于正交矩的识别与分类方法。     

一种基于BP网络的错帖检测新算法

提出了一种基于BP神经网络与图像不变矩的页面识别方法。应用规则矩的快速算法对一幅图像计算,将得到的7个图像矩不变量作为识别特征向量,输入到BP神经网络中进行识别,并最终确定出分类对象以达到对页面文字、图形以及图文的识别。通过实验仿真表明应用文中的方法能够对页面进行快速的训练与识别,既得到了较高的识别率,又满足了实时性要求。     

基于分数阶矩的仿射不变特征提取

仿射不变的特征提取在目标识别和配准中起关键作用, 图像矩是提取仿射不变特征的重要方法, 高阶矩对噪声较敏感, 实际中仅有几个由整数阶矩构造的仿射不变量可用. 本文引入分数阶矩, 它由变形累次积分定义, 不仅充分利用仿射变换映直线为直线这一特性,而且能方便地消除仿射变换前后极角因子的影响. 利用分数阶矩给出了仿射不变量的构造, 传统矩构造的不变量仅是这种构造的特例. 实验结果表明低次矩构造的不变量一般有较好的抗噪性能.     

Geometric and illumination invariants for object recognition

We propose invariant formulations that can potentially be combined into a single system. In particular, we describe a framework for computing invariant features which are insensitive to rigid motion, affine transform, changes of parameterization and scene illumination, perspective transform, and view point change. This is unlike most current research on image invariants which concentrates on either geometric or illumination invariants exclusively. The formulations are widely applicable to many popular basis representations, such as wavelets, short-time Fourier analysis, and splines. Exploiting formulations that examine information about shape and color at different resolution levels, the new approach is neither strictly global nor local. It enables a quasi-localized, hierarchical shape analysis which is rarely found in other known invariant techniques, such as global invariants. Furthermore, it does not require estimating high-order derivatives in computing invariants (unlike local invariants), whence is more robust. We provide results of numerous experiments on both synthetic and real data to demonstrate the validity and flexibility of the proposed framework     

板带材缺陷检测中的多特征优化组合方法研究

针对冷轧板带材常见表面缺陷图像识别的特点,提出了板带材表面缺陷多特征优化组合方法,该方法以直方图统计特征、小波变换特征、灰度共生矩阵特征、不变矩特征等4类特征共26维特征向量为基础,依据类间类内距离差的类别可分离性判据对特征进行优化,选出最优特征向量组合。对6类典型板带材表面缺陷进行实验,实验结果表明,采用多特征优化组合方法选择出的特征向量具有较好的分离效果,显著地提高了表面缺陷的识别率。     

基于步态能量图和不变矩的身份识别算法

分析步态能量图即具有作为静态的外观特征,又包含了识别的动力学有用信息,同时证明了步态能量图对噪声的不敏感性。文章提出了一种基于步态能量图和不变矩的身份识别算法,介绍了不变矩的基本理论以及Hu提出的七个不变矩,利用图像不变矩的平移、尺度和旋转不变特性,从原始的步态能量图中提取不变矩特征作为步态能量图的输入特征向量,运用不变矩的最小距离分类器的模式匹配进行步态特征分类。最后在CASIA步态数据库上对所提出的算法和其他新的步态识别方法相比较。实验结果表明,提出的算法是一种有效的步态识别方法。     

一种基于极坐标变换的点模式匹配算法

点模式匹配是目标识别、图像配准与匹配、姿态估计等计算机视觉与模式识别应用方向的基础问题之一。提出了一种新的利用点特征进行匹配的算法,该算法根据点集的分布与点位置信息,构建了点的特征属性图,通过极坐标变换得到对数极坐标的特征图,并利用几何不变矩方法对特征图进行描述。由特征描述向量的比较,获得粗匹配结果,然后通过几何约束迭代的方法获取最终的点集匹配结果。本文贡献如下:一,构建了一种点的极坐标变换特征,并运用不变矩进行描述,使所提特征具有旋转与平移的不变性;二,提出了利用点特征与整体点集几何约束结合的匹配算法,能有效克服出格点与噪声带来的不利影响。最终实验说明了算法的有效性和鲁棒性。     

基于四元极谐变换矩与显著特征的图像鲁棒哈希算法

为了增强哈希序列对各种几何变换攻击的鲁棒性,设计基于四元极谐变换矩与显著特征的图像鲁棒哈希算法。引入线性插值与自适应Wiener滤波器,实现初始图像的预处理;计算预处理图像的颜色向量角度,并基于Fourier变换,得到其对应的幅度信息,以获取两个不同的频谱;计算两个频谱的残差,确定图像中的局部显著性区域;通过LBP算子,提取显著特征;基于四元极谐变换(Quaternion Polar Harmonic Transform,QPHT),获取预处理图像的QPHT矩;联合显著特征与QPHT矩,形成过渡哈希数组。引入Logistic映射,定义加密函数,实现对过渡哈希数组的加密,输出最终的哈希序列,以增强其抗碰撞性能。测量源图像与可疑图像之间的哈希序列所对应的l₂范数距离,并将其与优化阈值比较,对图像的真实性做出判断。在多种几何变换攻击下完成测试,输出数据显示:较当前准确性较高的哈希方法而言,该算法具有更理想的鲁棒性与识别准确率。     

Moment invariants for recognition under changing viewpoint and illumination

Generalised color moments combine shape and color information and put them on an equal footing. Rational expressions of such moments can be designed, that are invariant under both geometric deformations and photometric changes. These generalised color moment invariants are effective features for recognition under changing viewpoint and illumination. The paper gives a systematic overview of such moment invariants for several combinations of deformations and photometric changes. Their validity and potential is corroborated through a series of experiments. Both the cases of indoor and outdoor images are considered, as illumination changes tend to differ between these circumstances. Although the generalised color moment invariants are extracted from planar surface patches, it is argued that invariant neighbourhoods offer a concept through which they can also be used to deal with 3D objects and scenes.     

基于方向傅立叶谱的水面尾迹纹理提取

针对可见光航空遥感监测中,耀斑和云阴影等强噪音的干扰使水中目标很难直接发现,该文提出一种基于方向傅立叶能量谱和支持向量机的水面尾迹纹理自动提取算法,通过提取运动产生的尾迹实现对它们的准确识别。该算法将图像划分成大小相等的子图像,求取子图像的傅立叶能量谱,通过对传统的主成分分析进行改进求得子图像的纹理方向,根据纹理方向将能量谱划分为20个区域,将每个区域的能量谱和作为纹理特征。该纹理特征具有平移和旋转不变性等优点,并使用支持向量机作为分类器。实验结果表明该方法能够准确地提取运动目标产生的尾迹纹理。     

Recognition of Symmetrical Images Using Affine Moment Invariants in both Frequency and Spatial Domains

: In this paper, a new set of affine moment invariants is proposed in the frequency domain. By thresholding the magnitude of the Discrete Fourier Transform (DFT) of affine transformation-related images, new images which are also related by affine transformation are constructed. Then some affine invariant features in the frequency domain are obtained from the reconstructed images. Experimental results are given to show that the new affine invariants are less sensitive to noise and the recognition rate is increased when using both the available spatial domain and the proposed frequency domain affine moment invariants. Received: 10 October 2000, Received in revised form: 25 July 2001, Accepted: 25 July 2001