快速不变矩算法基于CUDA的并行实现研究

不变矩自提出以来被广泛应用于目标识别系统中进行特征描述,这需要能够实时计算不变矩值。虽然人们提出了许多不变矩的快速算法,仍无法在单台PC机上实现不变矩的实时计算。本文分析了基于差分矩因子的不变矩快速算法的并行性,提出了一种基于CUDA（Compute Unified Device Architecture）的快速不变矩并行实现方法,并在NVIDIA Tesla C1060 GPU（Graphic Processing Unit）上实现。对所提出算法的计算性能与普通串行算法进行了对比分析。实验结果表明,本文所提出的并行计算方法极大地提高了不变矩的计算速度,可有效地用来进行实时特征提取。     

基于PC的不变矩实时计算算法

矩和不变矩是工业部件识别和检测的重要特征.几何矩的值必须实时计算.介绍了灰度图像二维几何矩的高效计算.尽管存在许多矩快速计算算法,但不能在没有特殊硬件工具的微机上实时计算.原因是这些快速算法虽减少了计算复杂性,但在计算过程中仍需要大量浮点运算.为了实现在微机上的实时计算,提出的算法将图像分成相同大小的块,每图像块运用定点运算计算各自矩,然后运用浮点运算计算整个图像的矩.这种计算模式不需要近似而是精确计算,然而对于每个图像块不采用变换不容易克服溢出问题,在高效计算各图像块矩过程中使用了改进的Hatamian滤波器.实验结果表明,提出的算法大大减少了浮点运算次数,大大提高了图像矩计算速度.该算法可有效应用于复杂工业部件的实时识别和检测.     

新的图像几何矩快速算法

矩技术作为一种有效的图像描述方法,在图像分析方面有着重要应用,但由于涉及大量计算,在一定程度上制约其应用.提出一种新的基于GPU的快速计算方法,它首先将图像加戟成纹理,然后在像素着色器中利用GPU内核同时对多个像素进行处理,快速计算所需矩值.实验结果表明,与当前的直接法和对称核快速算法相比,文中提出的算法可有效节省计算时间,尤其在图像尺寸较大及所使用的矩的阶数较高的情况下,计算性能更优.     

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.     

基于局部小波矩的图像匹配算法

该文将图像的视觉不变矩特征引入到图像匹配领域中,通过提取图像的局部小波矩,提出了一种基于局部小波矩的图像匹配算法。并分别对所提出的算法,基于一般不变矩特征的匹配算法有关实验数据进行了对比分析,结果表明了该文所提出算法的可行性和有效性。     

一种新的快速计算Legendre矩的方法

正交矩在模式识别，图像分析等领域有成功的应用，但由于正交矩的复杂性，有关正交矩的快速算法研究尚未得到很好的解决，该文提出一种 新的快速计算Ｌegendre矩的方法，该方法把基于像素点的二维Ｌegendre矩转换为线段的形式来计算，在计算出所有线段的积分后，使用扩展的Ｈatamian滤波方法来计算一维的Ｌegendre矩。结果显示新的算法有效地降低了计算的复杂度，并且，该方法能用于处理任意形状的物体。     

一种改进的基于不变矩的图像匹配算法

通过对不变矩理论的分析,提出以局部图像的边缘不变矩特征及其灰度信息的统计特征相结合的两阶段匹配算法.首先利用不变矩的平移、旋转及伸缩的不变性,计算图像边缘不变矩,将其作为匹配特征,在匹配结果中取前N个较好的匹配结果作为侯选目标;再根据契比雪夫不等式确定候选目标的置信度;最后计算各个候选目标的直方图包含的统计特性进行最终目标的定位.实验结果表明该算法克服了传统图像匹配方法搜索目标时存在的置信度问题,通过与基于不变矩特征直接匹配方法和基于灰度相关的匹配方法比较可见,在性能上明显优于这两个方法,并得到较理想的匹配结果.     

一种实用的规则矩快速算法

对规则矩快速算法了进行了综述,包括图像变换、Delta方法、拐点方法、Green定理法和图像块表示法。提出了一种实用的规则矩快速算法－－截线段法,该方法可对任意二值图像计算精确。以三个图像求解Hu的矩不变量为例,对各种算法进行了分析与比较。     

基于统一Hu和支持向量机的步态识别

为了快速准确地进行人体运动步态识别,基于人体轮廓统一Hu矩的不变矩特征,提出了一种新的步态识别算法。该算法首先对每个序列进行运动轮廓提取,然后计算每个序列的不变矩,构成步态特征空间;在此基础上采用支持向量机训练步态,最后用支持向量机进行步态识别。实验结果表明,该算法具备快速、稳健的特征,取得了较好的识别率,初步具备了实际应用的价值。