基于动态遍历的分层特征网络视觉定位

采用分层特征网络估计查询图像的相机位姿,会出现检索失败和检索速度慢的问题。对分层特征网络进行分析,提出采用动态遍历与预聚类的视觉定位方法。依据场景地图进行图像预聚类,利用图像全局描述符获得候选帧集合并动态遍历查询图像,利用图像局部特征描述符进行特征点匹配,通过PnP算法估计查询图像的相机位姿,由此构建基于MobileNetV3的分层特征网络,以准确提取全局描述符与局部特征点。在典型数据集上与AS、CSL、DenseVLAD、NetVLAD等主流视觉定位方法的对比结果表明,该方法能够改善光照与季节变化场景下对候选帧的检索效率,提升位姿估计精度和候选帧检索速度。     

综合结构和纹理特征的场景识别

当前在计算机视觉领域,场景识别尽管取得了较大进展,但其对于计算机视觉而言,仍然是一个极具挑战的问题.此前的场景识别方法,有些需要预先手动地对训练图像进行语义标注,并且大部分场景识别方法均基于"特征袋"模型,需要对提取的大量特征进行聚类,计算量和内存消耗均很大,且初始聚类中心及聚类数目的选择对识别效果有较大影响.为此本文提出一种不基于"特征袋"模型的无监督场景识别方法.先通过亚采样构建多幅不同分辨率的图像,在多级分辨率图像上,分别提取结构和纹理特征,用本文提出的梯度方向直方图描述方法表示图像的结构特征,用Gabor滤波器组和Schmid滤波集对图像的滤波响应表示图像的纹理特征,并将结构和纹理特征作为相互独立的两个特征通道,最后综合这两个特征通道,通过SVM分类,实现对场景的自动识别.分别在Oliva,Li Fei-Fei和Lazebnik等的8类、13类和15类场景图像库上进行测试实验,实验结果表明,梯度方向直方图描述方法比经典的SIFT描述方法,有着更好的场景识别性能;综合结构和纹理特征的场景识别方法,在通用的三个场景图像库上取得了很好的识别效果.     

利用立体视觉的室内场景分类

场景分类的目标是为各种视觉处理任务建立语义上下文,尤其是为目标识别。双目视觉系统现已广泛配备在智能机器人上,然而场景分类的任务大多只是使用单目图像。由于室内场景的复杂性,使用单目图像进行场景分类的性能很低。提出了一种基于双目视觉的室内场景分类方法,使用在一些特定区域里拟合出的若干平面的参数作为场景的特征。采用层级的分类方法,依据视差图,场景被分为开放场所类和封闭场所类,利用提出的场景特征和Gist特征对上述两类进行细分。为了验证提出的方法,建立了一个包含四种场景类别的图像数据集。实验结果表明提出的方法取得了较好的分类性能。     

面向小样本学习的双重度量孪生神经网络

为了解决孪生神经网络因使用图像级特征度量,存在对位置、复杂背景及类内差异比较敏感的问题,提出了一种双重度量孪生神经网络(DM-SiameseNet)。具体来说,DM-SiameseNet使用图像级的特征和局部特征(局部描述符)共同表示每幅图像,然后根据两种不同级别的相似度度量学习特征映射,最后使用自适应融合策略,自适应整合两种不同级别特征表示的度量结果。实验结果表明,改进后模型的准确率分别提高了5.04%和9.66%,并且在miniImageNet、TieredImageNet、Stanford Dogs、Stanford Cars和CUB-200数据集上高于只使用图像级的特征表示或者局部描述符表示的度量方法。实验结果证明所提出的模型不仅考虑了图像的全局特征,还可以捕获图像中更多有效的局部特征信息,提高了模型的泛化能力。     

字典重建和空间分布关系约束下的特征选择与图像拼接

目的 针对大型图像检索领域中,复杂图像中SIFT特征描述子的冗余和高维问题,提出了一种基于字典重建和空间分布关系约束的特征选择的方法,来消除冗余特征并保留最具表现力的、保留原始空间结构性的SIFT特征描述子。方法 首先,实验发现了特征选择和字典学习方法在稀疏表示方面的内在联系,将特征选择问题转化为字典重构任务;其次,在SIFT特征选择问题中,为了保证特征空间中特征的鲁棒性,设计了新型的字典学习模型,并采用模拟退火算法进行迭代求解;最后,在字典学习的过程中,加入熵理论来约束特征的空间分布,使学习到的特征描述子能最大限度保持原始SIFT特征空间的空间拓扑关系。结果 在公开数据集Holiday大型场景图片检索数据库上,通过与国际公认的特征选择方法进行实验对比,本文提出的特征选择方法在节省内存空间和提高时间效率（30%~ 50%）的同时,还能保证所筛选的特征描述子的检索准确率比同类特征提高8%~ 14.1%;在国际通用的大型场景图片拼接数据库IPM上,验证本文方法在图像拼接应用中特征提取和特征匹配上的有效性,实验表明本文方法能节省（50% ~70%）图像拼接时间。结论 与已有的方法比较,本文的特征选择方法既不依赖训练数据集,也不丢失重要的空间结构和纹理信息,在大型图像检索、图像拼接领域和3D检索领域中,能够精简特征,提高特征匹配效率和准确率。     

LoVPE 3维局部特征描述子

目的 局部特征描述子在3维目标识别等任务中能够有效地克服噪声、不同点云分辨率、局部遮挡、点云散乱分布等因素的干扰,但是已有3维描述子难以在性能和效率之间取得平衡,为此提出LoVPE（局部多视点投影视图相关编码）特征描述子用于复杂场景中的3维目标识别。方法 首先构建局部参考坐标系,将世界坐标系下的局部表面变换至关键点局部参考坐标系下的局部表面;然后绕局部参考坐标系各坐标轴旋转K个角度获得多视点局部表面,将局部表面内的点投影至局部参考系各坐标平面内,投影平面分成N×N块,统计每块内投影点的散布信息生成特征描述向量;最后将各视点特征描述向量进行两两视图对相关编码得到低维度特征描述向量,采用ZCA（零项分量分析）白化降低特征描述向量各维间相关性得到LoVPE描述子。结果 在公用数据集上进行不同描述子对噪声、不同分辨率、遮挡及杂波等干扰鲁棒性的特征匹配实验,实验结果表明,提出的描述子特征匹配率与现有最佳描述子处于同等水平,但保持了较低的特征维度和较高的计算效率,维度降低约1半、特征构建及特征匹配时间缩短为现有最佳描述子的1/4。结论 提出一种新的3维局部特征描述子,具有强描述能力,对噪声、不同网格分辨率、遮挡及杂波等具有强鲁棒性,存储消耗较少且计算效率较高,该方法适用于模型点云及真实点云数据,可用于复杂场景中的3维目标识别。     

改进的CenSurE特征和基于相加图像梯度的快速描述符

CenSurE局部特征计算效率非常高,但是CenSurE特征的尺度采样是线性的,滤波器响应信号很稀疏,检测的特征重复率不高。采用对数尺度采样得到改进的CenSurE特征,获得了更高的检测性能。同时,提出基于相加图像梯度的快速描述符,称为GSIP。图像区域匹配和物体识别评价实验结果显示,和目前性能最优的SURF描述符相比,GSIP描述符独特性更强,速度更快,计算时间不到SURF描述符的1/2。     

Harris相关与特征匹配

基于图像梯度提出一种图像特征,称为Harris相关.应用Harris相关特征,构造图像特征描述子,包括特征点描述子、直线描述子和曲线描述子.这些描述子的构造较简单,对图像旋转与图像亮度的线性变化具有不变性.直线与曲线描述子的构造方法为直线和曲线的匹配提供一种思路.实验表明,应用Harris相关构造的特征点描述子对图像变化表现出较好性能,直线与曲线描述子在实际图像中取得较好的匹配结果.     

基于融合特征的行人再识别方法*

行人再识别过程中,由于姿势和光照等因素的变化使不同相机中所得行人的外形具有明显变化,较难提取不变性特征,导致识别率偏低.鉴于此种情况,文中提出基于融合特征的行人再识别方法,提取的特征包括HSV颜色特征、颜色直方图特征及梯度方向直方图特征,行人再识别过程分为训练阶段和识别阶段.在训练阶段,首先对训练图像集中每幅图像进行特征提取,然后利用典型相关分析获得2部相机拍摄同一行人的图像特征之间的相关性,生成相关性矩阵.在识别阶段,首先对参考图像集和测试图像集中每幅图像进行特征提取,然后将各自特征向量利用相关性矩阵进行变换,最后进行相似度度量,得到识别结果.在3个图像库上的实验表明,文中方法可以提高行人再识别的识别率.