图像相似性改进算法

针对图像相似性度量问题,提出一种图像相似性改进算法。首先,分别得到源图像和候选图像的三个向量,包括HSV颜色空间H分量的颜色直方图向量、尺度不变特征转换（SIFT）算法局部特征向量以及图像颜色矩向量;然后,采用向量拼接的方法融合上述三个向量,借助主成分分析对融合后的向量降维,生成新的特征向量;最后,计算源图像和候选图像特征向量之间的欧氏距离,进行特征点匹配和图像相似度计算。实验结果表明,所提算法不仅提高了颜色直方图算法对于颜色分布接近图像的识别精度,而且减少了SIFT算法对于平坦区域较多图像的误判,平均查准率较颜色直方图算法和SIFT算法分别提高了23.8和9.6个百分点。所提算法能够有效提高识别图像相似性的准确度,判别结果更符合人眼观察结果。     

图像相似性改进算法

针对图像相似性度量问题,提出一种图像相似性改进算法。首先,分别得到源图像和候选图像的三个向量,包括HSV颜色空间H分量的颜色直方图向量、尺度不变特征转换（SIFT）算法局部特征向量以及图像颜色矩向量;然后,采用向量拼接的方法融合上述三个向量,借助主成分分析对融合后的向量降维,生成新的特征向量;最后,计算源图像和候选图像特征向量之间的欧氏距离,进行特征点匹配和图像相似度计算。实验结果表明,所提算法不仅提高了颜色直方图算法对于颜色分布接近图像的识别精度,而且减少了SIFT算法对于平坦区域较多图像的误判,平均查准率较颜色直方图算法和SIFT算法分别提高了23.8和9.6个百分点。所提算法能够有效提高识别图像相似性的准确度,判别结果更符合人眼观察结果。     

基于主题模型对象判别特征的场景识别

为了解决场景识别中存在的类内差异性与类间相似性问题,提出一种基于主题模型的对象判别特征的场景识别方法。首先,使用双卷积神经网络模型提取图像的全局空间特征和对象特征;然后用主题模型的方法对对象特征进行描述,将非欧几里得空间中的判别向量投影到欧几里得空间,得到对象判别图像描述符;最后将全局空间特征和对象判别图像描述符相融合,并采用分类器进行分类。实验结果表明,所提出的方法具有更好的场景分类性能。     

改进AFSA算法优化TWSVM的火焰识别方法

为了快速有效地识别火灾火焰图像,提出了一种基于改进人工鱼群算法（IAFSA）的孪生支持向量机（TWSVM）的火焰识别方法。该方法根据RGB-YCbCr混合颜色空间模型中火焰像素的分布特点对火焰图像进行分割,并在此基础上提取火焰图像的相关特征;采用人工鱼群算法（AFSA）搜索TWSVM最优惩罚参数与核参数,并在AFSA算法中利用基于聚类的鱼群初始化方法来获得均匀的初始鱼群,同时采取自适应参数来调整人工鱼群的视觉范围和移动步长,另外在原有的三种行为的基础上提出了两种新的行为：跳跃行为和淘汰重生行为,提高了鱼群算法的寻优效率和求解精度;将提取的火焰各个特征量作为训练样本输入TWSVM模型进行训练;将待测试样本输入TWSVM模型进行分类识别。实验结果表明：相对于深度卷积神经网络VGGNet模型、Fast R-CNN算法、YOLO算法、传统支持向量机（SVM）、Grid-TWSVM、GA-TWSVM、PSO-TWSVM、FOA-TWSVM、GSO-TWSVM、AFSA-TWSVM,所提出的基于改进人工鱼群算法的孪生支持向量机的方法有效地提高了火焰识别准确率和实时性,解决了TWSVM在火焰识别时参数选择困难、常用参数寻优算法寻优时间长等问题。     

基于多尺度LBP与GBP特征的火焰识别

为了提高大空间建筑场景中基于视频图像的火灾的识别率,提出了一种基于多尺度LBP与GBP纹理特征的火焰识别算法。首先在RGB颜色空间对连续数帧火灾图像进行预处理,并进行频闪特性分析以提取疑似火焰区域;建立疑似火焰图像高斯差分尺度空间,利用局部二值模式(LBP)和全局二值模式(GBP)提取火焰局部纹理特征和全局纹理特征;最后将多尺度的纹理特征输入到支持向量机进行识别。实验结果表明,LBP与GBP相结合的方法具有对光照不变的特性,获得了较好的火焰识别率。     

基于Codebook的视频火焰识别算法

为了提高视频火焰识别的准确度,提出了一种基于Codebook的火焰识别方法,创新地在YUV空间使用Codebook背景模型检测火焰区域,定期更新背景,综合火焰的动静态多特征进行火焰识别.首先,提取视频中的每一帧图像,利用原始图像中R、G、B三个分量间存在的线性关系作为颜色模型,初步提取火焰颜色区域; 然后,为了利用YUV颜色空间的有利特性,将颜色空间从RGB转化到YUV, 使用Codebook背景模型进行背景学习、背景差分,提取出具有火焰颜色的动态前景; 最后,利用火焰面积变化率、区域重叠率、质心位移这3个特征来训练反向传播(BP)神经网络,通过训练好的神经网络判断视频图像是否存在火焰.选取相机位置以及方向固定的视频进行实验,所提算法在复杂的视频场景中的识别准确度达到96%以上.实验结果表明,所提算法有效提高识别的准确度,同时降低多种干扰物场景的误判率.     

基于局部特征提取的棉蚜天敌识别

考虑到化学防治方法在田间病虫害防治问题上的不足,为了更好的结合机器视觉和生物防治方法,改善病虫害防治效果,针对棉蚜天敌图像的识别,提出了基于局部特征提取的昆虫识别方法.通过提取图像对象突出特征点,在特征点空间上比较特征点描述符的欧氏距离来度量不同类别对象之间的相似性.讨论了SIFT和SURF两种局部特征特征提取算子,实验结果表明,基于SURF算子的方法比基于SIFT算子的识别效果更好,识别速度更快,并具有很好的鲁棒性.     

基于独立成分分析和支持向量机的图像型火灾探测

图像型火灾探测具有非接触性、反应快等优点,可有效解决大空间火灾探测难题,是火灾探测新的研究方向,其核心问题是火焰和干扰物的分类识别。常用方法是提取火焰在图像上表现的单个或某几个特征信息作为识别依据,需要设置大量经验阈值,识别率常因特征选择不合适而受到影响。通过对火焰整体特性的研究,提出了基于独立成分分析和支持向量机的火焰探测方法。首先在RGB空间建立颜色模型对连续数帧火灾图像预处理,并进行频闪特性和模糊聚类分析提取疑似目标区域,根据独立成分分析线性变换一对一和可逆性估计出基函数描述火焰图像特征,最后用支持向量机模型实现火灾探测。实验结果表明,该方法提高了图像型火灾探测精度和速度,可适用于多种火灾探测场景。     

机器人视觉定位中的路口场景识别方法研究

针对室外巡逻机器人的视觉定位问题,提出了一种基于尺度不变特性变换(scale invariant feature transform,SIFT)和颜色特征的路口场景识别方法.该方法首先提取路口场景图像的SIFT和颜色特征,并计算其在HSI颜色空间中的颜色直方图;然后采用K-D树和Bhattacharyya距离进行特征匹配;最终用决策公式对路口场景进行识别.为了提高SIFT算法进行场景匹配时的速度,还对场景地图库采用基于阈值分割的聚类方法进行了预处理.实验结果表明,该方法对环境光照变化、动态干扰和自身旋转有较强的鲁棒性,并能很好地识别出路1:3,以实现定位.     

基于局部形态和彩色特征的烧结状态识别

提出了一种基于局部形态和彩色特征的回转窑烧结状态识别方法。使用SIFT描述回转窑图像的局部形态特征,将彩色的回转窑图像的三个分量都转化为八个等级,用局部三维直方图来描述局部的颜色和亮度特征,将两种特征融合得到局部形态和彩色特征。使用词袋（Bag-of-Words）模型表示图像并利用神经网络分类器实现对烧结状态的识别。实验结果表明,基于局部形态和彩色特征的识别方法能够获得较高的识别精度。     

基于颜色和纹理特征的林火烟雾识别

为了实现森林火灾的智能化预警,提出了基于颜色和纹理特征的林火烟雾识别方法.首先使用颜色特征确定烟雾疑似区域,随后采用局部二值模式方差(Local Binary Pattern Variance,LBPV)提取疑似区域纹理的不规则度特征并产生LBP图像.然后利用小波变换分解LBP图像并提取模糊度、复杂度和相关度特征.最后利用支持向量机(Support Vector Machine,SVM)进行烟雾识别.结果证明,颜色结合纹理特征方法可以有效实现林火烟雾的识别,为林火烟雾识别研究提供了一种有效方案.     

基于火焰彩色纹理复杂度特征的转炉炼钢吹炼状态识别

在基于火焰图像识别的转炉吹炼状态识别过程中,针对已有方法存在火焰彩色纹理信息利用不充分和状态识别率仍需提高的问题,提出一种基于火焰彩色纹理复杂度特征的转炉吹炼状态识别方法.首先,将火焰图像转化到HSI颜色空间下并作非均匀量化;然后,计算H分量和S分量的共生矩阵从而融入火焰图像的颜色信息;其次,利用得到的颜色共生矩阵计算火焰纹理复杂度的特征描述子;最后,应用Canberra距离作为相似度度量准则对吹炼状态进行分类和识别.实验结果表明,与已有的转炉火焰灰度共生矩阵和灰度差分统计方法相比,在满足吹炼识别实时性要求的前提下,所提方法的识别率分别提高了28.33%和3.33%.     

逐级细化的交通标志识别算法

针对交通标志识别中存在的识别精度和实时应用之间的矛盾,根据中国交通标志的特点,提出一种逐级细化的交通标志识别算法。首先进行粗分类,构建颜色属性-梯度直方图（Color name-histogram of gradient,CN-HOG）描述子表示每类标志的形状和颜色特征,采用线性支持向量机（Support vector machine,SVM）将交通标分为禁令标志、警告标志、指示标志、解除禁令标志和其他标志5大类;然后进行细分类,采用词袋模型中颜色和形状特征早融合的方式将颜色属性（Color name,CN）和尺度不变特征变换（Scale-invariant feature transform,SIFT）描述子相结合、利用高斯核SVM得到交通标志区域的最终类别标记。在公开数据集上的实验表明本文算法在满足实时应用的同时取得了99.15%的识别精度。     

基于特征包支持向量机的手势识别

针对类肤色信息或复杂背景的影响,难以通过手势分割得到精确手势轮廓而对后期手势识别率与实时交互的影响,提出了一种基于特征包支持向量机(BOF-SVM)的手势识别方法。采用SIFT算法提取手势图像局部不变性特征点,将手势局部特征向量(尺度不变特征变换(SIFT)描述子)进行K-means聚类生成视觉码书,并通过视觉码书量化每一幅手势图像的视觉码字集合,以此获得手势图像的固定维数的表征向量来训练支持向量机(SVM)多类分类器。该方法只需框定手势所在区域,无需精确地分割人手。实验表明,该方法对9种交互手势的平均识别率达到92.1%,并具有很好的鲁棒性及实时性,能适应环境的变化。     

基于时空块协方差融合特征的火焰识别方法

提出基于视频图像的[YCrCb]和[CMYK]空间下的颜色和纹理等时空融合特征的火灾区域探测方法,将划分为时空域方块中的帧间颜色、空间纹理分布和运动属性组合成协方差描述子融合特征,通过分析矩阵中每两特征方差对应的正、负样本关联值的分布而确定特征的选择,首次提出了通过对协方差矩阵黎曼距离的变化分析来调整特征选择和组合方式。协方差特征的度量分别采用黎曼流形接地距离、对数欧式距离和用支持向量机训练的分类器进行对比实验。实验结果证明基于协方差矩阵融合特征的火灾探测系统表现出较高的识别精度和运行效率。     

基于粗糙集的火灾图像特征选择与识别

针对图像型火灾探测方法检测准确度和实时性间的矛盾,提出了基于粗糙集的火灾图像特征选择和识别算法。首先通过对火焰图像特征的深入研究发现,在燃烧能量的驱动下火焰的上边缘极不规则,出现明显的震动现象,而下边缘却恰恰相反; 基于此特点,可利用上下边缘抖动投影个数比作为火焰区别于边缘形状较规则的干扰。然后,选择火焰的6个显著特征构造训练样本,在火灾分类能力不受影响的前提下,使用实验所得的特征量归类表对训练样本进行属性约简,并将约简后的信息系统属性训练支持向量机模型,实现火灾探测。最后与传统支持向量机火灾探测算法做了比较。实验结果表明:将粗糙集作为支持向量机分类器的前置系统,把粗糙集理论的属性约简引入到支持向量机中,可以大大消除样本集冗余属性,降低了火灾图像特征空间的维数,减少了分类器训练和检测数据,在保证识别精度的同时,提高了算法的速度和泛化能力。     

高斯二阶差分特征算子在图像拼接中的应用

为了将同一场景中具有重叠区域序列的图像快速准确合成一幅具有宽视角、高分辨率的图像,提出了基于高斯二阶差分(D2oG)特征检测算子的SIFT算法.采用高斯二阶差分(D2oG)金字塔的过零点检测提取图像尺度不变特征点,并选用RANSAC算法对特征点匹配对进行提纯,在此基础上计算不变换矩阵H,最后,用渐进渐出平滑算法完成图像的无缝拼接.实验中分别采用所提方法和SIFT算法对具有典型变换的4种图像进行拼接与测试,结果表明:所提方法提取的匹配点数、拼接所消耗时间明显低于采用SIFT算法,同时匹配效率也高于后者.此方法降低了运算复杂度的同时,图像拼接实时性也得到提高.