基于Harris角点和高斯差分的特征点提取算法

针对目前图像处理中的尺度不变特征点提取算法计算量较大、实时性较差的问题,本文提出一种非完整金字塔的尺度空间结构,并从理论上分析其对算法性能的影响.再以此为基础提出一种基于Harris角点和高斯差分的快速特征点提取算法.这种算法先在非完整金字塔尺度空间的各层图像上提取Harris角点,再利用高斯差分确定最终特征点.在保证性能的同时,算法的实时性得到明显改善.实验结果也证明该算法的有效性.     

一种图像特征点匹配算法——Haar-Gaussian&NICD算法

提出了一种基于哈尔小波分解变换和高斯尺度空间的图像特征点匹配算法.首先利用哈尔小波变换对基础图像进行3层行列分解,然后利用高斯函数卷积核对这些分解图像,进行尺度变换.提出了一个小波高斯金字塔塔林的概念,即对通过小波变换产生的多张不同分辨率的基础图像分别进行高斯尺度变换进而产生一个个独立的高斯金字塔,进而产生独立的高斯差分金字塔林,完成特征点检测.再引进规范化强对比度描述子对特征点进行描述.结果表明:Haar-Gaussia&NICD算法的效果和SIFT算法相当,特征点数量优于SIFT算法,在局部特征匹配方面要更有优势;而且和NICD描述子搭配使用,在运行速度方面要比SIFT算法更快.     

基于分数阶微分的尺度不变特征变换图像匹配算法

利用分数阶微积分运算处理图像信息,有利于强化和提取图像的纹理细节,使图像得到增强,更有利于对图像特征的提取。为了提高图像匹配的正确性,用基于分数阶微积分图像处理方法,提出了改进的尺度不变特征变换(SIFT)匹配算法,将高斯滤波和分数阶微分滤波相结合,用分数阶微分对图像特征进行强化,检测出更加稳定的尺度空间极值点,然后筛选出更多和更准确的匹配特征点,最后进行图像匹配。实验表明,在SIFT中引入分数阶微积分的应用,能够得到更多的特征关键点,提高图像匹配的正确性。     

运动细节估计的光流场方法

针对现有的光流方法在处理大位移和估计运动图像细节方面存在的问题,提出一种结合图像细节特征的变分光流场模型.首先通过增加特征点的对应,采用自适应的保持边缘的正则项以及引入occlusion检测函数对经典光流模型进行了改进;其次,采用基于变分框架下的高斯金字塔方法以及加权中值滤波的方法对所提出的模型进行求解.大量的实验结果...     

一种快速多尺度特征点匹配算法

为了快速稳定地进行特征点的跟踪,提出了一种快速多尺度特征点的提取算法.该算法首先利用快速局部窗口极值搜索算法提取出不同尺度空间特征点的局部极值,减少了局部极值搜索的冗余性,然后再利用最近邻算法对特征点进行匹配.实验结果表明,该算法的计算速度快于SIFT算法和MOPS算法,稳定性强于传统的Harris算法,可以用于实时图像配准及目标跟踪.     

采用多尺度滤波的遥感图像关键点检测方法

针对关键点检测过程中遥感图像会因为局部结构变形发生误检测的问题,提出一种鲁棒的关键点检测新方法。该方法首先基于映射策略和提升结构实现非下采样多尺度滤波器,用于获得平滑图像;然后根据图像尺度空间理论和尺度不变特征变换生成高斯差分尺度空间,并利用有限差分计算尺度空间采样点局部极值,子像元插值和Hessian矩阵删除不稳定极值点;最后用梯度分布直方图描述关键点。在仿真实验平台上,与现阶段方法的关键点计算时间和图像匹配性能做比较分析,实验结果表明,改进的方法有较低的计算时间复杂度,具有较好的鲁棒稳定性。     

尺度不变特征提取算法的实时实现

针对SIFT特征提取的硬件实现结构复杂、难以达到实时性的问题,提出一种改进的高斯金字塔构建方法,该方法从构建高斯金字塔的原始意义出发,大幅减少了所需的运算时间和存储单元。同时提出并验证了合适的SIFT参数配置,以及具体的硬件优化和并行实现方案,使整个系统可以在一片单独的FPGA芯片上实现。该系统读入串行像素数据流,输出关键点的特征描述符,并采用256×256的图像对其进行了仿真验证,结果表明完全达到了实时的效果。     

基于SIFT算法的红外图像拼接方法改进

针对红外图像拼接误匹配点过多、耗时过长等问题, 对基于SIFT算法的红外图像拼接方法进行改进. 首先利用高斯差分金字塔建立尺度空间, 然后利用FAST算法对高斯差分金字塔图像进行特征点提取, 提高了算法运行效率, 随后以特征向量的欧式距离作为特征点的相似性度量, 从而找到初始匹配点对, 并利用结合了方向一致性判断的Ransac算法剔除错误匹配点对, 最后用加权平衡算法实现图像的快速融合. 通过红外人物图像拼接实验, 证明改进后的算法在旋转、缩放、光照等情况下更稳定、效率更高, 有较大的理论和应用价值.     

结合角点特征与SIFT特征的加速图像匹配

利用关键点寻找不同图像之间的一致性是很多图像处理和计算机视觉应用中的一个关键步骤。由于图像中巨量的关键点,因此特征的快速匹配成为了一个瓶颈。文中提出了一种对特征点进行分类比较的方法来加速特征匹配。首先可将SIFY特征分为两类,极大值SIIrF特征和极小值SIFT特征;其次是将SIFT特征和传统角点特征相结合提取特征点并按照角点特征进行分类。实验表明,这种方法在保持原有鲁棒性和精度的情况下,可以较大提高特征匹配速度。     

边缘特征点的多分辨率图像拼接

提出一种映速有效的边缘特征点提取方法,实现多分辨率图像融合从而完成拼接.构建边缘图像的Gauss金字塔,从中提取稳定的特征点完成图像配准.复用金字塔信息实现图像融合,缩短整体拼接的时间.对方法进行仿真,实验结果表明误匹配特征点个数极大减少,配准精度提高到亚像素水平,同时配准和拼接的时间也大幅减少.最后从实验上分析精度提高的原因.     

基于改进特征金字塔网络的人体姿态估计

为在人体姿态估计过程中有效获取多尺度特征和关键点坐标,建立一种基于改进特征金字塔网络（IPFN）的人体姿态跟踪模型。在原特征金字塔上采用新的检测器扩大感受野得到新特征金字塔,通过引入多尺度卷积生成高斯热点图,同时搜索和定位关键点,使坐标转换层将高斯热点图转为坐标,实现端到端训练过程。实验结果表明,相比FPN, IPFN模型在MPⅡ数据集的PCKh和COCO数据集的AP上分别提高了2.05和3.20个百分比;在踝、膝、腕和肘4个难检测部位上的PCKh分别提高了3.95、2.80、2.52和2.05个百分点。     

基于二进制特征描述器的图像匹配算法

图像特征点匹配在视觉系统中有广泛的应用。针对加速分割测试特征FAST和二进制稳健基元独立特征BRIEF算法中存在的问题进行改进。首先,在FAST算法中使用简化模板提取图像特征点,通过构建图像金字塔实现尺度不变性。接着,根据人类视觉系统原理改进BRIEF算法的点对采样模式,并通过特征点方向的计算实现图像的旋转不变性。最后,使用易于计算的海明距离度量各特征点的相似度实现特征匹配。实验表明,提出的图像匹配算法性能优于其他算法,而且运行速度更快。     

挥发窑鼓风管的关键点识别及其摆放位置监测

窑头鼓风管的摆放位置是影响氧化锌挥发窑燃烧状态的重要操作参数之一, 现仍由人工看火来手动调节, 同时现场没有为挥发窑的运行优化记录完善的鼓风状态数据, 也难以及时发现鼓风管被窑内渣块击中等安全隐患. 针对上述问题, 本文提出一种基于关键点识别的鼓风管位置监测方法. 首先, 文章对从窑头看火口采集的火焰视频 数据集设计一种邻域关键点辅助的数据扩充方法, 并构建级联金字塔网络(CPN)来预测鼓风管管口中心点的位置; 然后, 本文提出一种基于多帧图像的聚类分析算法来消除因烟尘遮挡所产生的异常点, 并采用一种量化指标来实现 对挥发窑鼓风管摆放位置的实时感知与记录; 最后, 本文基于现场采集的火焰视频数据进行了对比实验, 结果表明 所提出的关键点检测模型精度高、鲁棒性强, 且鼓风管位置的量化准确率高达92.3%.     

对数极坐标特征指导的迭代就近点法

在多模态图像,有光照、取向及尺度或纹理变化的图像,以及宽基线图像之间通常存在大的形貌畸变。然而,当前主流推广的双自举迭代就近点法(GDB-ICP)在配准这类图对时存在困难。主要原因是,该方法利用提取的尺度不变泡点(SIFT keypoint)来引导迭代就近点法(ICP),但在大畸变图像上提取的SIFT点是不可靠的。为此,提出了一种用对数极坐标特征点(LPF)来引导迭代就近点的图像配准新方法(LPF-ICP)。实验结果表明,LPF-ICP方法成功地从Rensselaer数据组中的所有22对挑战性图对提取了可靠的LPF种子,并顺利实现了全图配准,而GDB-ICP方法则只完成了其中的19对,从而证实了LPF-ICP方法的有效性。     

序列显微病理切片图像的自动拼接

针对存在模糊和较大旋转角度的病理切片序列图像,提出了一种具有尺度不变性的图像拼接方法。首先利用高斯图像金字塔提取图像的特征点,使用特征点主方向上描述符的相关性建立特征点匹配关系,最后采用随机抽样一致性算法计算匹配点对之间的变换模型参数。实验表明本文算法具有很强的灵敏性和适应性。     

基于骨骼关键点检测的多人行为识别

人体行为识别(Human Activity Recognition,HAR)技术是计算机视觉领域的研究热点,目前多人HAR的研究仍存在很多技术难点。针对多人HAR中人数判断不准确、特征提取难度大导致行为识别准确率低的问题,提出了一种基于骨骼关键点检测的多人行为识别系统。该系统将骨骼点提取与动作识别相结合,首先对原始视频进行图像帧提取,然后通过OpenPose算法得到人体骨骼关键点数据来对人体进行检测并标注,最后根据骨骼点的特点提取人体姿态特征。同时,为准确描述特征之间的关系,提出了一种基于帧窗口矩阵的特征描述方法,该方法将支持向量机(Support Vector Machine,SVM)作为分类器以完成多人行为识别。选择UT-Interaction和HMDB51这两个公开的数据集中的10类日常典型行为作为测试对象,实验结果表明,所提方法可以有效提取图像中的多人骨骼关键点信息,且其对10类日常典型行为的平均识别准确率达86.25%,优于对比的其他已有方法。     

面向人脸识别的WPD-HOG金字塔特征提取方法

人脸识别技术可应用于各监控和安保领域,它涉及特征提取、识别模型等关键技术。其中特征提取方法直接影响识别效果,目前所用的特征提取方法存在特征表达不全面、计算复杂度高等问题。据此,提出一种基于WPD-HOG金字塔的人脸特征提取方法,该方法结合小波包分解（Wavelet Packet Decomposition,WPD）、图像金字塔以及方向梯度直方图（Histograms of Oriented Gradients,HOG）对人脸图像特征进行有效表征,最终将WPD-HOG金字塔特征通过SVM分类器进行分类。通过在ORL人脸库上进行实验,与四种对比方法HOG、HOG金字塔、FWPD-HOG以及FWPD-HOG金字塔进行比较,实验结果表明,WPD-HOG金字塔特征提取方法的识别率要高于对比方法,且在噪声方面具有较好的鲁棒性。     

基于改进ORB和对称匹配的图像特征点匹配

由于ORB算法所提取的特征点不具有尺度不变性,直接匹配会导致较多的错误发生,本文结合SURF和双向匹配算法的思想,提出了改进的ORB算法:SSORB.首先使用不同尺寸盒状滤波模板与积分图像生成多尺度空间,并从中检测出稳定的极值点,使得所提取出来的特征点具备尺度不变的特性;然后使用ORB描述子对特征点进行描述,得到旋转不变的二进制描述子;由于误匹配的存在,在Hamming距离的基础上进一步使用双向匹配来消除误匹配,提高匹配精度.实验结果表明,SSORB有效地解决了ORB不具备尺度不变性的缺陷,在保留ORB算法快速优越性的同时提高了匹配准确度.     

基于双目视觉系统的列车轨道异物距离检测

在线检测列车与轨道异物问的距离并为驾驶员提供减速信息对于行车安全具有重要意义。本文提出了一种基于双目视觉系统的列车轨道异物距离检测方法。通过对在机车上架设的摄像机获得的双目图像中待测目标对应点的准确匹配,应用双目视觉系统原理,根据左右视觉图像的视差实现机车与异物间距离的计算。