基于改进局部不变特征的兴趣点匹配

该文提出了一种适用于目标跟踪的局部特征点检测与匹配方法,在尺度不变特征(Scale Invariant Feature Transform, SIFT)算法基础上进行了多方面的改进。在高斯差分尺度空间仅检测局部极大值,提高算法的稳定性;采用基于圆形邻域统计梯度方向直方图,来确定兴趣点的主方向和描述子,避免了图像旋转的运算代价;最后采用最近邻与次近邻之比来对96维的描述子进行匹配。所提方法在有效地提高匹配准确率的同时,大大提高了运算速度, 适用于对实时性要求较高的场合。     

局部不变特征匹配的并行加速技术研究

针对SIFT、SURF等局部不变特征在大尺寸图像上匹配时过于耗时的问题,将FREAK算子应用于图像匹配中,并提出一种多线程并行加速方法。首先介绍FREAK描述子的特征点的检测、特征描述向量的生成和特征向量的匹配的过程,并分析其优势。其次提出并行处理的2种思路:一是对待匹配图像进行有重叠的分块,对于每一块子图像,开辟新的线程分别进行处理;二是对匹配过程的3个步骤,采用流水线技术进行并行处理,每检测出一个特征点,随即提取出该点的特征向量,然后和模板图像的特征向量集进行匹配。改写SIFT、SURF和FREAK算法进行实验验证,结果证明FREAK计算过程比SIFT和SURF快得多,而并行方法可以在保证匹配精度的同时明显缩短匹配时间。     

基于Gabor滤波器组的多特征尺度不变特征提取方法

提出了一种多特征尺度不变特征提取方法,简称GIFT(Gabor scale-Invariant Feature Transform).该方法首先利用2D Gabor滤波器组模拟生物视觉感知计算模型进行特征点检测,符合生物视觉感知特性,得到具物理直观性、稳健的特征点.其次采用基于Gabor核函数的特征尺度选择方法对所检测的特征点选择多个特征尺度,得到高可区分性的多特征描述子.最后,通过设计面向多特征尺度的特征匹配策略,提高特征匹配的可靠性.基于标准数据集的对比实验结果表明,GIFT方法在特征匹配率和稳健性上均优于SIFT.     

一种新的局部仿射不变特征描述符

提出了一种新的局部仿射不变特征描述符:首先,基于多尺度自卷积(MSA,multiscale autoconvolution)变换构造了一组新的特征量———多尺度自卷积熵(MSAE,multiscale autoconvolution entropy),证明了该熵具有仿射不变性;再利用广义典型相关分析(GCCA,generalized canonical correlation analysis)将MSA和MSAE两种特征进行融合,生成具有更多图像信息的独特性更高的组合特征,将其作为新的局部仿射不变特征描述符;最后利用该融合描述符对图像中的最稳定极值区域(MSER,maximallystable extremal region)进行描述,并对MSER进行了2组分类识别实验,证明了新描述符具有更高识别率。     

融合多重信息的图像局部不变特征描述

以SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法为基础,提出了一种将局部二进制模式(Local Binary Patterns,LBP)描述子和全局上下文(Global Context)信息相融合的图像局部不变特征描述算法,增强了SIFT算法的仿射不变性,以及对处于图像相似区域的特征辨别能力。在特征检测阶段,通过迭代变换,使得SIFT特征点收敛到仿射不变点;在特征描述阶段,为每个特征点计算主方向,分别计算特征点的LBP描述子和全局上下文信息。实验结果表明,提出的局部不变特征描述子对图像仿射、尺度和旋转、光照等变换均具有良好的不变性。     

基于彩色二进制局部不变特征的图像配准

提出了一种适用于彩色图像的局部不变特征配准方法。特征点提取阶段,提出了快速分割测试特征颜色差异(CDo FAST)特征点检测方法,计算图像的颜色不变量,以此为输入在尺度空间检测FAST极值点,在极值点附近对高斯差分算子(Do G)值进行插值和拟合,以最终确定特征点的位置和尺度。特征描述符生成阶段,提出了一种新的彩色二进制局部不变特征(CBLID),采样点邻域结构类似于人眼视觉的重叠,通过统计方向图生成二进制链码,具备旋转、尺度缩放、光照不变性和抗噪性能。通过计算汉明距离进行匹配并结合随机抽样一致性(RANSAC)算法去除误匹配点,计算出待配准图像间的变换关系。实验表明,所提算法针对彩色图像能够获得比传统的尺度不变特征变换(SIFT)、快速稳健特征(SURF)和DAISY更高的配准精度,同时算法的运行时间也较短,在测试图片上耗时仅为SIFT的10%和12%。     

基于改进光流场和尺度不变特征变换的非刚性医学图像配准

该文对传统的变分光流模型进行了改进,结合尺度不变特征变换(SIFT)特征点提取提出一种新颖的非刚性医学图像配准算法。该算法模型使用亮度守恒与梯度守恒假设相结合的数据项,很好地解决了对医学图像中局部病灶异常、亮度不均匀等区域的处理问题;通过采用自适应的各向异性正则项,解决了传统光流模型中的过平滑所导致的图像严重模糊和重要细节丢失的问题;通过结合SIFT特征点提取,并采用多分辨率分层细化、内部不动点迭代以及由粗到细的变形技术求解策略,很好地解决了传统光流场模型无法对大形变医学图像以及细节进行配准的问题。实验证明：该文的模型和算法可以很好地实现对医学图像的非刚性配准。     

基于图像序列的非刚性物体运动形变程度估计方法

形变程度的定量分析是非刚性物体运动研究中一个重要问题.现有的形变程度估计方法一般都假设特征点位置误差是各向同性,并且不考虑特征点数据丢失的问题.通常事实并非如此,所以本文提出一种同时考虑图像的方向性误差和特征点数据丢失问题的形变程度估计方法.理论研究和人活动图像序列的实验表明,本文提出方法十分有效.     

基于ICM的局部不变特征提取方法

提出了一种新的基于交叉皮层模型(intersecting cortical model,ICM)的局部不变特征提取方法.首先将k-means聚类后的Harris角点作为关键点,接着以关键点为中心构造特征区域,最后采用ICM图标信号对特征区域进行描述作为局部不变特征.实验结果表明:该方法所获取的局部不变特征具有很好的可重复性,并且当目标处于复杂背景以及遮挡条件下具有较好的识别性能.     

一种通用的仿射不变特征区域提取方法

本文利用尺度-空间理论和自相关矩阵的局部形状提出了一种通用的提取仿射不变特征区域的方法.首先,在尺度-空间中对图像的归一化高斯微分求三维局部极大值获得特征点和特征尺度位置,然后在特征点的特征尺度上用自相关矩阵刻画局部的灰度变化,提取的椭圆区域即为仿射不变特征区域.在此通用方法框架下构造了Harris3D、Laplace3D、Hessian3D和Localjet43D四种仿射不变特征区域算法.实验结果表明这四种算法都具有照度、旋转和尺度不变性.用本文设计的一种仿射不变性仿真实验方法验证了算法的仿射不变性.比较四种算法发现除了Harris3D性能稍差外其他三种算法性能接近.     

复合不变矩的特征提取

特征提取的目的是提取出一些精简、准确有效的数据来提高图像识别和分类的效率和准确率。在系统识别缺陷过程中,特征提取是很关键的一步,它是系统判别图片有无缺陷或分类的基础不变矩概念清晰、识别率稳定,对具有平移、旋转、尺度等变化的目标具有良好的不变性及抗干扰能力,能有效地反映图像的本质特征。在此分别采用HU不变矩、Zernike不变矩和该文提出的复合不变矩分别对塑料平板图片进行特征提取,反应出复合不变矩具有平移、尺度和旋转不变性。结果表明它能提供更全面特征信息,具有较高的抗噪能力,是行之有效的特征参数。     

一种仿射不变的直线描述子与直线匹配

从图像中提取的直线常出现不完整、端点位置不准确等问题,针对这些问题造成的直线匹配难点,本文提出了一种仿射不变的直线描述子.首先将待匹配直线离散为对应点的集合,将直线描述转化为点的描述,避免了直线不完整造成的支撑区域大小不一致的问题;然后结合直线的方向和长度,定义点描述子的主方向和尺度,通过统计离散点集的局部邻域的梯度信息使描述子具有仿射不变性.为了提高直线匹配速度,在进行直线描述之前,本文采用了极线约束精简了待匹配直线集合,再利用最近邻距离比准则对直线精确匹配.实验结果表明本文提出的直线描述子在仿射、亮度、视点、遮挡等变化条件下具有精确的匹配性能.     

Sluzek矩不变量方法的改进

本文首先分析Sluzek方法的思想即:减小方差而同时尽可能不减小不同类之间的均值差;然后分析了该方法的不足之处,证明了存在改进的可能性;并且提出了改进方法,即把目标分割为n个矩等分圆环,分别计算其矩不变量,从中选取某几个量作为识别指标;最后通过例子证实了本文方法的改进效果.     

基于SIFT和MSE的局部聚集特征描述新算法

为寻找更具鲁棒性和计算简便的特征描述子,提出了一种基于SIFT和MSE的局部聚集特征描述算法.分析说明了该方法在继承SIFT算法良好性质的基础上,通过对多尺度下信息熵的估计,能够快速准确找出图像局部结构特征并利用改进的非线性降维方法对特征描述子进行特征重划.实验结果表明,在图像尺度缩放、旋转、模糊、亮度变化等多种变换条件下,该描述子不仅能够取得更多的特征效果,并且计算速度较原算法大幅提升.该算法适用于实时性要求较高,存在旋转、尺度缩放、亮度差异等变换下的结构图像寻找描述子.     

基于多尺度Gabor滤波器组的不变特征点提取新方法

 针对复杂背景的光学遥感图像数据,提出一种基于尺度空间理论和多尺度Gabor滤波器组的目标局部不变特征提取方法.该方法优点有二:一是利用Gabor滤波器的带通特性和多通道特性可从目标图像中提取更符合视觉特性、更具物理直观性的特征点,增强了不变特征提取方法在照度变化、噪声和背景干扰下的稳健性;二是基于尺度空间理论设计的多尺度Gabor滤波器组,可使提取的特征点具有尺度不变性,增强了对遥感图像复杂几何畸变的适应性.     

基于相关区域约束的SURF特征点匹配

针对特征向量匹配计算量较大的问题,提出了一种改进的基于区域相关约束的快速鲁棒局部特征(SURF,Speeded-Up Robust Feature)的视频帧间的特征匹配算法。相比于最近邻与次近邻之比,增加随机抽样一致性估计来去除误匹配,再结合连续帧间的像素相关性,进一步降低误匹配和加速匹配过程。在PETS数据库的仿真结果表明,该算法能够在凌乱和存在遮挡的背景下完成目标识别,去除误匹配更加有效,适用于对实时性要求较高的场合。