应用特征轮廓四边形的热红外图与可见光图配准

热红外图与可见光图的融合分析在智能安防和故障检测中应用广泛.针对同一场景下两图像在融合过程中难以匹配的问题,提出了一种基于特征轮廓四边形的图像配准方法.首先通过分割算法分别对热红外图和可见光图进行过滤;再进行边缘轮廓点的检测和轮廓的重新绘制;然后通过算法筛选出特征轮廓并进行多边形近似,生成特征轮廓的外接四边形;将此四边形顶点代入改进的单应性变换模型计算参数,其中加入了位移变量偏差值可中和80％的误差;最后,通过单应性变换模型对热红外图进行变换配准.实验结果表明,该方法使轮廓定位更加精确,有效减少了匹配误差,能够实现图像的高精度快速配准.     

SIFT与形状上下文结合的异源图像匹配算法

针对红外图像和可见光图像灰度差异大、匹配困难的问题,提出了一种基于改进的尺度不变特征变换和形状上下文描述的局部多特征匹配算法。首先通过高斯差分检测算法分别提取两幅图像的特征点;针对特征点梯度方向存在反转现象,结合梯度镜像方法对特征点统计特征点邻域梯度方向信息;然后引入图像边缘特征生成形状上下文描述子,与梯度方向描述子级联成联合描述子;最后采用欧氏距离和卡方距离加权的联合距离和最近邻算法对特征点进行匹配。实验结果证明,在红外图像和可见光图像匹配中,该算法相比原始SIFT算法能有效减少误匹配特征点对,达到较高的匹配精度。     

改进型形状上下文的工件立体匹配方法

为了解决传统形状上下文直方图相似性计算需遍历轮廓采样点、计算复杂性高、不能满足工业实时性要求的问题,提出了一种改进型形状上下文的工件立体匹配方法。改进匹配搜索策略,引入立体图像对质心的视差约束条件,并利用形状上下文直方图分布信息进行初步筛选,获取候选匹配点集,减少后续匹配计算复杂度;为增加匹配点与非匹配点的区分度,对形状上下文相似性度量进行加权处理;匹配时融合对应轮廓采样点33邻域的梯度方向直方图特征,与形状上下文构成联合相似性度量;最后采用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对。对改进算法进行了理论分析,并应用于工件图像进行实验验证,通过实验给出了相应的实验对比。结果表明,改进的方法具有较高的匹配精度和更快的匹配速度,鲁棒性高。     

采用投影轮廓特征的激光雷达快速目标识别

激光雷达可以获得目标的三维形状信息,已成为目标识别领域新的研究热点。针对传统匹配识别算法计算量大的问题,提出了一种快速的激光雷达目标识别方法。采用由粗到精的策略,提出了一种新的点云正交投影轮廓特征(PCF)实现模型的快速预选,在此基础上利用迭代最近点(ICP)算法将目标与模型点云精确匹配,并综合利用特征匹配和点云匹配信息构建相似性度量实现目标识别。采用25类地面装甲目标在96个不同视角下的点云数据进行实验,结果表明该算法的运算效率远优于逐一匹配法,且对目标姿态估计误差和目标遮挡具有很强的稳健性,具有较好的综合性能和应用推广价值。     

基于同底三角形面积描述的形状检索

为了在形状匹配的过程中提高形状特征对边界噪声和图像变形的鲁棒性,同时兼顾形状匹配算法的检索精度和运算效率,提出一种基于同底三角形面积的形状匹配方法.该方法首先计算每个轮廓采样点的同底三角形面积描述子,并对该描述子进行局部平滑,使其更加鲁棒.然后采用加权L1度量方法计算两个形状所有轮廓点的同底三角形描述子之间的距离,获得匹配代价矩阵.最后利用动态规划算法计算匹配代价矩阵的相似度,获得形状距离,实现形状匹配.通过在MPEG-7、Kimia以及铰接形状数据库上测试分析表明,该方法对变形目标具有良好的鲁棒性,且提高了运算效率和检索精度.     

透视变换模型的Harris图像配准

针对图像末制导系统的图像配准问题,提出了一种透视变换模型下基于增强旋转不变性Harris算法的快速图像配准方法.首先,将Harris算法进行了旋转不变性的增强,利用增强后的Harris算法提取摄像系统中每帧图像的角点,采用基于归一化互相关(Normalized Cross Correlation,NCC)匹配算法进行角点的粗匹配;然后,利用随机抽样一致(Random Samples Consensus,RANSAC)算法对粗匹配的角点进行迭代筛选,剔除错误的匹配点,并将保留下来的精确匹配角点带入透视变换模型,计算出稳定的可反映图像平移、旋转和尺度变换信息的透视变换矩阵;最后,利用得到的变换矩阵对图像进行配准.实验表明,该方法对平移、旋转、尺度变化、视角变化以及光照变化和模糊变化均具有良好的不变性,可以快速高效地实现高精度的图像配准.     

基于下颌轮廓线的人脸分类方法

在人脸正面图像中,下颌轮廓线是一种相对稳定的形状特征,但是如何提取和有效利用这个特征是一个难题。提出一种在识别中有效利用下颌轮廓特征进行人脸分类的方法。根据先验知识将人脸分为圆脸、尖脸和方脸,据此建立下颌形状模板：尖下巴、圆下巴和平下巴。对事先得到的下颌轮廓上的点进行模板匹配,根据匹配结果进行轮廓线分类。该算法采用了基于先验分布和局部判别的方法,先得到可能的轮廓点,然后进行滤波去除伪下颌点,得到真正位于下颌轮廓上的点,再通过模板匹配进行分类。试验表明,该方法分类效果良好,可以有效提高大库人脸识别的速度和识别率。     

基于统计模型的三线阵CCD影像并行匹配算法

在基于统计方法实现CCD影像匹配算法的基础上,提出了CCD影像匹配计算任务的分解方法和计算任务的调度策略,进一步构建了基于统计模型的三线阵CCD影像匹配算法的并行计算方案。并通过实验进行了验证,结果表明,对于CCD影像该并行匹配算法获得了良好的加速比,可扩展性好。适用于超大规模的三线阵CCD影像中同名像点的匹配计算。     

基于快速视网膜关键点局部不变特征的激光主动成像目标识别

提出一种基于快速视网膜关键点(FREAK)局部不变特征的激光主动成像目标识别方法,在目标的矩、几何、轮廓等特征难以提取时仍然能够准确识别。提出差分加速分割检测特征(FAST-Difference)特征点检测方法,将加速分割检测特征(FAST)与高斯差分算子(DoG)相结合,快速提取出对于各种变换均具有稳健性的特征点;使用FREAK描述子生成特征向量,最后使用级联匹配方法完成特征向量的快速匹配。所提方法具有与人类视觉类似的特性:特征点检测阶段,FAST-Difference方法使用DoG进行多尺度检测;特征向量描述阶段,FREAK描述符的拓扑结构与人类视网膜类似;特征点匹配阶段,级联匹配方法模仿人类视觉的扫视搜索。实验证明所提方法能够对激光主动成像下的部分照亮的塔形目标进行快速有效的识别,算法满足识别系统实时性的要求。     

基于显著区域的月球影像内容特征研究

 提出一种基于月球影像显著区域的内容特征(LIFBS),同时面向多核处理器架构,提出并行优化的LIFBS特征生成算法.该算法考虑显著子区域之间的方位、尺度、强度和距离关系,为每一个显著区域生成一个LIFBS局部特征,以此描述月球影像的内容.理论分析与实验结果表明,LIFBS特征具有良好的不变性与相似性表达,同时特征生成算法具有较高的并行效率.     

一种基于图像插值的SIFT算法研究

SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转,尺度缩放,亮度变化保持不变性,对视角变化、一定角度的仿射变换、噪声也保持一定程度的稳定性.提出了一种具有尺度不变特征转换的图像插值的SIFT算法.首先对图像进行SIFT特征提取,利用K-D树搜索并计算最近邻特征向量与次最近邻向量间的欧式距离来实现对特征点的匹配.在此基础上加入图像插值法增大采集特征点的范围,从而增加特征点匹配的对数.最后比较3种图像插值方法.实验结果表明：双线性插值法获取的特征点匹配的对数最多,但匹配时间较长.     

基于图像纹理特征的SIFT算法研究

针对传统尺度不变特征转换(SIFT)算法存在大量冗余的特征点,而导致图像匹配过程中运算量大、效率低的问题,提出一种基于图像纹理特征的SIFT算法。该算法首先采用排列组合熵方法提取图像纹理信息,在此基础上利用SIFT算法提取特征点,这样能够减少冗余特征点,以有效提高算法匹配效率。实验测试结果表明,该算法与传统的SIFT算法相比,冗余特征点少,特征点匹配效率提高到98.04%。     

基于图像纹理特征的SIFT算法研究

针对传统尺度不变特征转换(SIFT)算法存在大量冗余的特征点, 而导致图像匹配过程中运算量大、效率低的问题, 提出一种基于图像纹理特征的SIFT算法。该算法首先采用排列组合熵方法提取图像纹理信息, 在此基础上利用SIFT算法提取特征点, 这样能够减少冗余特征点, 以有效提高算法匹配效率。实验测试结果表明, 该算法与传统的SIFT算法相比, 冗余特征点少, 特征点匹配效率提高到98.04%。     

一种用于红外与微光图像配准的改进型SURF算法

针对红外与微光图像配准的特殊性, 为了减少配准计算量,提出了一种从主方向确定和特征点描述 两方面加以改进的加速鲁棒特征(Speeded Up Robust Feature, SURF)配 准算法。首先检测微光图像和红外图 像的边缘,然后用改进型SURF算法提取两种图像边缘上的特征 点,并采用最近邻距离法对原始特征点进行筛选。在得到较高精 度的特征点后进行粗匹配。接着用随机抽样一致 性(RANdom SAmple Consensus, RANSAC)算法对一次筛选后的 特征点进行精匹配。最后利用精确的特征点建立变换模型,并 将重采样后的待配准图像与参考图像实现配准。实验结果表明, 该算法不仅可以解决红外与微光图像的配准问题,而且在匹配精度和 算法运算时间等方面的表现均优于原始SURF算法。     

基于SURF算法的医学图像特征点匹配

微创外科手术中的图像特征点快速匹配,可使计算机具备图像实时识别能力,提高手术成功率。但由于在手术中所运用的图像匹配算法具有计算量大、耗时长等缺点,提出一种基于SURF的图像特征点快速匹配算法。首先对图像采用SURF算法提取特征点,然后通过Hear小波变换确定特征点的主方向和特征点的描述子,并使用改进的最近邻搜索算法进行特征点匹配,最终根据实际需要选取相似度最高的前50～100对匹配点进行对比实验。实验结果表明,该算法鲁棒性强、速度快、匹配准确性高,且在医学图像处理中具有较大的应用价值。     

基于兴趣点伪泽尼克矩的图像拼接

针对基于特征匹配的传统图像拼接方法对旋转和噪声敏感的问题,提出了一种基于兴趣点伪泽尼克(Zernike)矩的图像自动拼接技术.利用哈里斯(Harris)角检测器获取图像中的兴趣点,计算以兴趣点为中心邻域窗口的伪泽尼克矩,通过比较各个兴趣点邻域伪泽尼克矩的欧氏距离提取出初始特征点对,根据几何变换模型剔除伪特征点对,最后利用得到的几何变换模型,对输入图像进行几何变换后将两幅图像间的重叠区域进行图像融合,完成图像的拼接.实验表明,该方法对平移、任意角度的旋转以及噪声均具有鲁棒性,对于具有小尺度变换(小于1.5)的图像仍然具有很好的拼接效果.     

Robust feature points extraction for image registration based on the nonsubsampled contourlet transform

In this letter, a new feature points extraction method based on the nonsubsampled contourlet transform (NSCT) is proposed for image registration. The primary motivation of this work is to determine the effectiveness of the NSCT transform in extracting feature points for image registration. Preliminary experimental results show that the registration accuracy and robustness of the proposed algorithm is acceptable and very promising, and confirm the success of the proposed NSCT-based feature points extraction approach.     

基于兴趣点不变矩的图像拼接

提出了一种基于兴趣点不变矩(IPIM)的图像拼接技术.利用Harris角检测器获取图像中的兴趣点,计算兴趣点邻域的平移、旋转及尺度不变矩,通过比较各兴趣点邻域不变矩的欧式距离提取出初始特征点对,根据几何变换模型剔除伪特征对,最后利用正确映射模型实现图像的拼接.实验表明,该方法对平移以及任意角度的旋转具有良好的鲁棒性,对于具有小尺度变换的图像仍然具有很好的拼接效果.     

基于局部二进制模式和图变换的快速匹配算法

针对图像匹配在图像拼接、目标识别等领域的应用中尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform,SIFT）算法计算复杂度高、实时性较差的问题,提出了一种基于局部二进制模式（Local Binary Patterns,LBP）和图变换（Graph Transformation Matching,GTM）的匹配算法.首先采用SIFT特征检测提取特征点并以特征点为中心取13×13的图像块作为特征区域;然后用本文提出的局部旋转不变二进制模式（Local Rotation Invariant Binary Patterns,LRIBP）描述子对特征区域进行描述产生29维的特征描述向量,降低了描述子的复杂度,并以欧氏距离为度量准则进行初始匹配;最后采用图变换匹配算法剔除误匹配点,从而提高算法的运算速率和匹配精度.仿真结果表明,本文所提算法不仅具有较高的精度和较强的鲁棒性,并且减少了算法的运算量,提高了算法的实时性.