基于ASIFT算法的绝缘子视频图像的识别与定位*

为了实现智能提取直升机巡检视频中的绝缘子图像,基于ASIFT原理的图像处理技术和数据库技术,提出了一种新的绝缘子图像识别与定位方法。该方法首先建立标准的绝缘子图库,通过改进UL－PCNN红外图像分割算法提取绝缘子特征值,然后将输电线路视频与标准图库中的绝缘子图片利用ASIFT算法进行匹配,进而识别和定位视频中的绝缘子。实验结果表明,ASIFT方法具备良好的抗绝缘子图像仿射变形性能,可以在少量人工辅助的条件下对图像进行处理,提高了架空输电线路绝缘子故障检测的自动化处理程度。     

一种带有“遮罩”的ASIFT特征提取算法

指出提高ASIFT算法效率的一种新途径:利用“遮罩”屏蔽源自视角模拟的无效像素区域,从而使较为耗时的区域运算仅作用于有效像素区域,以达到提高运算效率的目的.首先,分析无效像素区域产生根源,并定量分析此类区域在各区域运算环节占有的比例,指出增加“遮罩”的必要性,特别指出被处理图像的宽高比越大,则经“遮罩”处理后所获得的加速比越高;随后,给出带有“遮罩”的ASIFT算法结构;然后,给出“遮罩”的一种低存储空间、高访问效率的数据结构,并给出离线获取“遮罩”的一种解析方法;最后,通过实验证实使用“遮罩”能有效提高ASIFT算法中区域运算部分的效率,从而在一定程度上也提高了算法整体的运算效率,但效率提升幅度受到理想区域加速比限制.     

基于改进ASIFT的可见光图像拼接研究

为了解决目前基于特征点的图像拼接算法在图像重叠度较低情况下,图像拼接效果差以及无法满足实时图像拼接的问题,提出了一种基于改进仿射—尺度不变特征转换(Affine Scale Invariant Feature Transform,ASIFT)的快速图像拼接算法,在特征点匹配过程中引入主分量分析(Principal Component Analysis,PCA)法进行处理,提出了一种PCAASIFT描述符对特征点重新进行描述。实验结果表明,与基于SIFT和SURF的拼接算法相比,该算法实现了高精度拼接,并且比传统ASIFT拼接算法提高了拼接的速度。     

基于ASIFT算法特征匹配的研究

针对SIFT算法对大角度视角变化下特征提取鲁棒性不强的弱点,引入了一种完全仿射不变的图像特征匹配算法—ASIFT。ASIFT算法不仅继承了SIFT算法的尺度、旋转和平移的不变性,并且在此基础上增加了两个空间特征描述参数:经度和纬度,从而定义出度量仿射形变的两个参量绝对倾斜t(absolute tilt)和过渡倾斜τ(transition tilt),模拟相机光轴变化,实现完全仿射不变。一种双分辨率(two-resolution)加速方法的提出,使ASIFT算法的复杂度约为SIFT的2倍。     

基于“原型”的机器人开放式室内场所感知实验研究

在基于"原型"的场所感知算法基础上构建了一种场所感知实验平台.其中,硬件系统主要以双目立体相机作为环境感知传感器,以CPU-GPU(中央处理器–图形处理器)协同计算单元作为多种任务、复杂逻辑和密集数据的处理单元;而软件系统基于微软Robotics Developer Studio平台构建,双目视觉服务和场所感知服务为其中两大核心服务,前者利用RANSAC(随机采样一致性)和GPU版本ASIFT(仿射尺度不变特征变换)等算法在宽视角范围内实现物品识别和位姿估算,适用于拥挤室内环境,后者基于双目视觉结果和已有场所感知算法完成场所分类及区域感知并构建2D语义地图.在无人工标注的真实室内环境中开展实验,实验结果表明,基于本文实验平台的机器人能够在线鲁棒地感知活动空间中的开放式场所,实验也在一定程度上验证了已有场所感知算法的可实现性、有效性和实用性.     

基于ASIFT的低重叠度图像拼接研究

为了解决在图像重叠度过低时,采用常用的SIFT图像匹配算法,造成图像拼接困难的问题,提出了一种基于ASIFT的低重叠度图像拼接方法.ASIFT图像匹配算法相较于SIFT图像匹配算法,在低重叠度条件下,能够检测出更丰富的匹配点,且具有更高的匹配精度.根据这一特性,该方法采用ASIFT图像匹配算法进行特征点检测与匹配,然后利用其结果进行图像拼接.实验结果表明,这种方法在图像重叠度很低的情况下,也能够取得良好的拼接结果.     

夜间拍照图像质量增强算法的研究与实现

由于移动智能设备在夜间拍摄图像时,传统的闪光灯和无闪光灯条件下拍摄图像的融合算法在图像配准步骤中存在不准确以及在图像融合步骤中存在效果不佳的缺点。针对上述问题,提出一种夜间拍照图像质量增强算法。该算法首先提出基于ASIFT夜间图像配准算法来对闪光灯和无闪光灯条件下拍摄图像进行配准,避免传统配准方法的过拟合问题,然后用基于细节重构的图像融合算法对配准后图像进行融合,大大增强图像的细节信息。实验结果表明,基于ASIFT的夜间图像配准算法,可以提高夜间图像配准精确度,有效地避免出现重影等问题,而基于细节重构的图像融合算法有效地解决了色偏问题和细节提取问题。经过该算法处理后的图像既保留原来的光照氛围,又增强图像的细节信息,大大提高了图像的主客观质量。     

露天矿滑坡位移监测的ASIFT算法

针对现有的大型露天矿边坡大变形监测方法存在的不足,提出了一种基于ASIFT图像特征匹配算法的滑坡位移监测方法。首先基于露天矿滑坡真实地形空间分布形态,设计了滑坡物理模型,并利用高分辨率数码相机获取模型滑动过程中的序列影像;然后利用ASIFT特征匹配算法对滑坡各阶段光学影像进行特征点提取与匹配,并利用RANSAC随机抽样一致算法剔除误匹配点;最后利用滑坡体运动特征矢量集模型计算出特征点空间矢量位移,从而实现了滑坡位移场标定与滑坡范围确定。研究表明：所提算法对于滑坡蠕变阶段的位移监测效果一般,但可有效监测滑坡中后期发生明显变形时的位移,该算法的特征点匹配数量及匹配正确率均明显优于SIFT算法,且位移矢量标定精度也得到明显提高,反映出该算法适合于大型滑坡后期发生大变形时的位移量监测。     

改进ASIFT算法在无标记点三维点云拼接的应用

目前国内基于结构光投影的三维测量方法需要在测量前给待测物体表面粘贴标记点以进行特征提取。针对辅助手段粘贴的点不仅耗时耗力,且有些诸如文物古玩等待测物体不能够黏贴标记点的问题,本文提出一种改进的ASIFT算法,用于无标记点的待测物表面固有特征点提取、匹配和剔除。实验表明:该方法在避免对被测量对象粘贴标记点的前提下,基本能实现三维点云的拼接。     

基于ORB的快速完全仿射不变图像匹配

ASIFT具有完全仿射不变性,但计算耗时;ORB实时性好,但仿射不变性差。为了在图像匹配中同时兼顾仿射不变性和实时性,利用模拟相机在不同视点下成像的手段使得ORB具备完全仿射不变性,进而提出了一种基于ORB的快速完全仿射不变图像匹配新算法(AORB)。首先通过模拟相机在不同视点下成像以获取模拟的图像,然后用快速的ORB算法对所有模拟的图像对进行匹配,最终取得完全仿射不变性。实验结果表明,该算法能够满足完全仿射不变图像匹配需求,并且相比基于OpenMP的ASIFT计算速度提高了约6倍。