基于FAST和BRIEF的图像匹配算法

针对图像匹配算法中匹配率不高以及运算速度较慢等问题,采用改进的FAST （加速分割测试特征）和BRIEF （二进制稳健基元独立特征）算法对图像进行匹配。使用FAST算法提取图像特征点,简化测试模板以提高检测速度;以提取的特征点为中心,使用强度质心方法计算图像块的主方向,根据主方向旋转BRIEF描述器,使其具备旋转不变性;使用易于计算的汉明距离度量各描述器的相似度,据此进行匹配特征。通过和其余算法进行对比实验,验证了该算法在保持高匹配率的同时,降低了计算复杂性。     

基于余弦相似度的改进ORB匹配算法

针对ORB(oriented FAST and rotated BRIEF)在匹配多相似区域图像时误匹配率高的问题,提出一种基于余弦相似度的改进ORB算法.该算法首先通过汉明距离(Hamming distance)最近邻匹配,计算匹配特征向量的余弦相似度;其次通过梯度计算法计算余弦相似度的最优阈值范围;然后将汉明距离高...     

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。     

运用DWT和ORB的图像篡改检测方法

针对数字图像常见的区域复制篡改方式和实时特征提取要求,结合离散小波变换（DWT）和ORB特征提取算法,提出了一种高效的数字图像区域复制篡改检测方法。该方法首先使用DWT将图像分解为LL、LH、HL、HH四部分;然后将ORB算法作用于LL部分,提取关键点,构建二进制描述向量rBRIEF;最后使用汉明距离匹配相似关键点,达到检测图像篡改的目的。通过实验结果证明,该方法不仅可以有效地检测出区域复制篡改图像,同时对平移、旋转、噪音和综合攻击后的篡改图像具备一定的鲁棒性,且与SIFT等算法相比具有更短的检测时间和更少的存储空间。     

改进ORB和Hough变换的指针式仪表识读方法

为了实现指针式仪表的自动识读,提出一种基于改进ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）和Hough变换算法的指针式仪表识读算法。利用角点强化方法加强ORB算法检测的特征点,通过特征点匹配对计算模板图像与待检测图像之间的透视变换矩阵。利用数学形态学处理、阈值分割等图像预处理提取指针,并提出一种用于确定指针旋转圆心的基于ORB特征匹配对的相似特征三角形方法,结合投影法定位指针方向。利用指针细化算法和添加圆心约束的Hough变换算法检测指针角度。最后根据仪表的先验信息得到读数结果。实验结果表明该算法在识读速度和精度等方面都能够满足指针式仪表识读的要求,具有较高的可靠性和工程应用价值。     

基于运动平滑约束项的快速误匹配剔除算法

针对图像拼接时用随机抽样一致性（RANSAC）算法迭代计算过程中计算量大、匹配正确率低的问题,提出了一种基于运动平滑约束项的误匹配剔除算法。首先采用快速旋转不变特征（ORB）算法提取特征点,基于汉明距离实现特征点初匹配;其次,基于运动平滑约束项统计邻域支持估计量实现误匹配粗剔除;然后,进一步采用空间几何约束关系实现误匹配精剔除;最后,利用分组排序采样求解模型参数,采用加权平均实现图像融合。实验结果表明,该算法的误匹配剔除率相比缩小抽样点总量算法提升了75.6%,相比自适应阈值算法提升了24%,此方法能有效剔除误匹配,实现图像精确拼接。     

基于混合运动估计方法的视觉里程计

由于RGB-D相机深度信息范围有限且易受噪声影响,为了提高其视觉里程计的精度,提出一种基于混合3D-3D和3D-2D运动估计方法的视觉里程计。使用基于RICP算法（RANSAC-ICP）的3D-3D模型,并结合3D-2D运动模型,将深度信息缺失的二维特征点添加到估计方法中,充分利用了图像信息,提高了匹配准确率。综合考虑了关键帧和前一帧的地图信息进行迭代估计,增加了匹配点对数量,提供了更多约束信息。在该混合运动估计方法的基础上,结合稀疏光束平差法SBA对位姿估计结果进行优化,达到定位精度高、积累误差小的效果。在基于Kinect相机的移动平台上进行了验证,结合离线和在线实验表明,该方法满足实时性同时有效地提高了定位精度。     

基于改进ORB特征的多姿态人脸识别

为了克服通过全局特征以及每位个体单个模板样本进行多姿态人脸识别的不足,提出基于改进的ORB局部特征以及每位个体多个模板样本的多姿态人脸识别方法.首先改进ORB算子的采样模式提高算子对人脸视角变化的鲁棒性,并采用每位个体的多个训练样本建立模板库,然后提取并匹配测试样本与模板样本的改进ORB特征.在特征提取阶段,为避免关键点数目变化的干扰,对全部样本提取一致数目的关键点;在特征匹配阶段,采用基于模型和基于方向的双重策略剔除误匹配点对,使用匹配点对数目与平均距离评价测试样本与每个模板样本的吻合程度.对CAS-PEAL-R1和XJTU数据库的实验结果表明,改进的ORB特征具有更好的识别性能;与采用多个训练样本构建个体单个模板样本的方法相比,在训练样本数目相同的条件下,该方法能较好地避免姿态的干扰,具有更好的识别效果.与SIFT算子相比,ORB算子在特征提取与特征匹配2个阶段都具有明显的速度优势.     

相似视频片段的检测与定位方法研究

相似视频片段探测可以辅助网络视频检索、内容关联分析等方面的研究,具有重要的意义。重点研究了位置随机的相似视频片段的探测与定位问题,首先在视频结构化分析与关键帧提取的基础上,对不同视频进行相似关键帧探测。为保证探测的精度与效率,针对视频关键帧的特点,采用了FAST检测子和BRIEF描述子相结合的方法,利用关键帧的局部特征进行相似关键帧探测;其次提出了一种相似关键帧距离度量的方法,利用相似关键帧所在源视频的位置来构建相似关键帧距离矩阵,保留矩阵中距离较小的相似关键帧,将寻找相似视频片段的过程转化为寻找矩阵对应的连通图的过程。最后对算法进行了实验,结果表明,该方法可以有效地探测处于各个位置的相似视频片段。     

基于ORB特征的无人机遥感图像拼接改进算法

针对传统的SIFT算法运行速度较慢、不适合处理实时性要求高的无人机遥感图像的缺点,提出了一种基于ORB特征的快速遥感图像拼接改进算法。首先通过ORB算法快速得到特征点和特征描述,采用K最近邻算法（KNN）进行粗匹配,然后采用随机抽样一致性算法（RANSAC）进行精匹配,最后使用改进的加权平均方法对图像进行融合拼接。实验结果表明,该算法在保证匹配精度的基础上,处理速度较经典的SIFT算法提高了41倍。在图像融合时,该算法能有效地消除拼接重影错位现象。