改进SIFT算法的手指静脉特征提取和匹配研究

为了更好地研究SIFT（尺度不变特征）算法在手指静脉特征提取和匹配过程中的应用,提出将手指静脉样本图像特征点代入到同散度矩阵的低维子空间,利用对低维子空间映射的方法可以提高SIFT算法在宏观层次上的准确度,设想基于尺度、方向和距离约束,通过RANSAC消除错误匹配的点对,改良特征点的匹配精度和特征匹配的点对数目。通过对手指静脉图像处理及实验可得,优化后的SIFT算法识别率可以做到99.68%,效果较普通SIFT算法更为准确、有效。     

基于SIFT特征和对极几何约束的图像配准算法

基于SIFT（尺度不变特征变换）特征匹配思想,提出了一种应用对极几何约束的图像特征配准算法。首先对图像提取SIFT特征点,然后通过欧氏距离估算对SIFT特征描述子进行初始匹配得到预匹配点集;采用基于单应矩阵的抽样算法计算初始基础矩阵,通过RANSAC算法计算精确的基础矩阵和匹配点集,进而实现图像配准。实验表明,该算法可以获得更准确的匹配点,得到精度较高的图像配准效果。     

图像识别中的兴趣点匹配方法研究

针对图像检索识别的需求,提出了一种基于兴趣点的匹配算法,利用小波变换对图像进行降维和去噪,提取其SIFT点特征,同时进行PCA降维,最后采用基于K-d树的最近邻法进行快速匹配。通过对各种图像大量的实验,结果表明,该方法具有很强的匹配性和鲁棒性,是一种较好的图像匹配算法,可以广泛应用于图像的检索和识别中。     

双目立体视觉中的图像匹配方法研究

对目前匹配能力很强的基于SIFT特征的图像匹配方法进行研究,并在该方法中加入极线约束,有效去除了大部分虚假匹配。提出以特征匹配与区域匹配相结合、边缘特征与角点特征相结合的立体匹配方法。实验证明该方法不仅能够有效地缩短匹配时间,还能达到较高的匹配精度。     

基于偏最小二乘的SIFT误匹配校正方法

针对尺度不变特征变换（SIFT）描述子仅利用特征点的局部邻域信息而对图像内具有相似结构的特征点易产生误匹配的现象,提出一种基于偏最小二乘的SIFT误匹配校正方法。该方法首先利用SIFT算法进行匹配,得到初始匹配对,然后利用偏最小二乘方法对匹配后初始匹配点的空间分布信息进行重新描述,并通过定义影响函数,剔除影响程度大的特征点对,最后得到精确匹配点对,对图像进行配准。实验结果表明,该方法能够有效地剔除误匹配点,提高图像配准的精度。     

混合视觉系统中共同视场的确定与3维重建方法

利用一个单目摄像机和一个全景摄像机搭建了相应的混合视觉系统,通过分析两者的对极几何关系,提出该系统共同视场的确定方法.在此基础上完成共同视场中场景SIFT特征的提取,并以SIFT描述器向量之间的夹角为约束条件进行特征点间的初次匹配,然后利用外极线约束消除初次匹配中的误匹配,从而获得正确的特征匹配关系,由此完成局部场景的...     

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。     

KD-TSS:精确隐私空间分割方法

基于KD-树与差分隐私保护的空间数据分割得到了研究者的广泛关注,空间数据的大小与拉普拉斯噪音的多少直接制约着空间分割的精度。针对现有基于KD-树分割方法难以有效兼顾大规模空间数据与噪音量不足的问题,提出了一种满足差分隐私的KD-树分割方法 SKD-Tree(sampling-based KD-Tree)。该方法利用满足差分隐私的伯努利随机抽样技术,抽取空间样本作为分割对象,然而却没有摆脱利用树高度控制拉普拉斯噪音。启发式设定合适的树高度非常困难,树高度过大,导致结点的噪音值过大;树高度过小,导致空间分割粒度太粗劣。为了弥补SKD-Tree方法的不足,提出了一种基于稀疏向量技术(sparse vector technology,SVT)的空间分割方法 KD-TSS(KD-Tree with sampling and SVT)。该方法通过SVT判断树中结点是否继续分割,不再依赖KD-树高度来控制结点中的噪音值。SKD-Tree、KD-TSS与KD-Stand、KD-Hybrid在真实的大规模空间数据集上实验结果表明,其分割精度以及响应范围查询效果优于同类算法。     

基于改进SIFT算法的双目视觉距离测量

针对视觉传感器距离测量中所使用的图像特征匹配算法精度不高、计算量大、实时性差等问题,提出了一种改进尺度不变特征变换(SIFT)图像特征匹配算法,并应用于双目测距系统当中.改进SIFT算法基于简化尺度构造空间,以曼哈顿距离作为最邻近特征点查询中的相似性度量,提高了算法效率.初次匹配之后与随机采样一致算法(RANSAC)结合,剔除误匹配点;基于精度较高的二次匹配点,提取匹配点像素信息进行距离计算,通过测距试验验证算法的可行性.实验结果表明:提出的方法获取目标距离达到较高精度,满足观测设备要求.     

基于特征的眼底图像配准方法

研究眼底图像的精确配准问题,眼底图像配准,需经仿射变换等.由于分辨率不高,达不到要求.针对传统基于跟底图像的血管分支和交叉点等配准方法的局限性,提出一种基于不变特征的眼底图像配准方法.在尺度不变特征变换( Scale Invariant Feature Transform,SIFT)的基础上,建立特征点对之间的初始匹配,并利用特征点的方向特征和空间几何特性去除误匹配.根据匹配特征进行层次估计,求解图像对间的变换关系矩阵,利用Akaike Information Criteria(AIC)模型选择技术判断变换关系矩阵的类型,再通过得到的变换关系对配准图像进行修正.实验结果表明,改进方法具有良好的配准效果,配准精度可以达到亚像素级要求.     

双目视觉小波域SIFT匹配与极线约束算法研究

研究双目立体视觉技术,特征的提取和匹配是双目视觉的最基本的问题。目前,SIFT已经被证明鲁棒性最好的局部不变特征描述符。但是SIFT算法产生的误匹配较多,精度偏低,为了解决这一问题,同时降低算法特征提取与匹配的复杂度,达到双目立体视觉实时性的要求,文中提出了一种结合小波变换和SIFT特征点的双目立体视觉匹配方法。首先,对双目视觉系统采集的左、右图像进行小波分解,把分解得到的低频图像作为输入,用SIFT算法进行特征点的初始匹配,再利用极线约束的理论求得精确匹配。实验结果表明,该方法具有较强的适应性,能够在减少误匹配的同时,大大加快运算速度。     

基于SIFT算法的物体运动方向快速识别方法

为了解决成像设备只能在较低的分辨率成像且不能区分运动方向的问题,提出了一种基于SIFT算法的快速识别物体运动方向的方法。首先,根据块匹配算法中的角点特征提取法确定块的位置,并将该块命名为检测块。然后,用已经确定的块遍历下一帧图像,找到相匹配的块,命名为目标块并确定检验块与目标块之间的运动方向。最后,采用SIFT算法对2幅图像的特征点进行匹配,选取3个特征点构建三角形,对2个对应三角形的变换关系构建数学模型,做出运动方向的判断。实验结果表明,与块匹配相比,运动方向判断速度提高了3.3倍,匹配的准确程度提高了2.9倍,获得了更高的判断速度和准确度。2种方法的比较结果显示,基于SIFT算法的识别方法具有较强的可行性,能够更快地确定多帧图像中物体的运动方向。     

基于SIFT特征描述子的立体匹配算法

目前,立体匹配是计算机视觉领域最活跃的研究课题之一。为了克服传统的局部特征匹配算法对噪声和图像灰度的非线性变换敏感的缺点,本文提出了一种新的基于SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征描述子的立体匹配算法。该算法利用图像梯度信息,构造基于三维梯度方向直方图的SIFT特征描述子作为区域特征描述符,通过立体视觉理论中的极线约束将匹配特征的搜索空间从二维降到一维,最后以基于特征描述子欧氏距离的最近邻匹配得到匹配结果。实验结果表明,该方法匹配精度高,对图像灰度的非线性变换比较鲁棒,可以应用于对匹配算法鲁棒性要求比较高的立体视觉系统中。     

基于结构信息的图像拼接算法

研究了纹理较多、噪声较大的两幅或多幅的图像拼接问题.两幅图像拼接时,提取图像特征点的好坏对图像拼接结果有很大影响.经典的SIFT算法是一种较好的局部特征点提取算法.而对于纹理较多,噪声较大的图像中,SIFT算法会提取数量较大的特征点,影响匹配的准确性和速度.本文提出基于结构信息的图像拼接算法（SKM,Structual Keypoint Matching）,利用RTV算法提取图像的信息结构,有效地去除图像中的纹理噪声.去噪后,利用SIFT算法提取特征点进行匹配,最后利用RANSAC算法对匹配点对进行筛选,提高准确度.通过由SKM算法得到的变换矩阵H作用于原始图像,完成图像的拼接.     

基于径向基神经网络的立体匹配算法*

针对双目视觉中的图像立体匹配问题,提出了一种基于径向基神经网络的立体匹配算法。该算法提取图像的尺度不变特征变换（SIFT）特征建立特征匹配矩阵,对特征匹配向量进行约简,最后将约简的特征匹配向量输入径向基神经网络进行识别输出。仿真和实际图像实验表明,该算法的匹配正确率比标准的SIFT有所到提高。     

有约束Patch-Match框架下的非刚体匹配算法

目的 非刚性物体进行匹配时,往往需要对图像中存在的非刚性形变目标进行快速精确的配准,进而实现对图像的后续处理和分析,实现快速而准确的非刚体匹配显得尤为重要。针对传统特征点匹配方法在非刚性物体匹配中准确性差的问题,本文提出了一种基于DAISY算子和有约束Patch-Match的非刚体密集匹配算法。方法 首先对参考图像和待匹配图像生成DAISY特征描述子,其次对两幅图像进行超像素分割,形成相互邻接但没有重叠的超像素块结构,并以其为单元,计算初始位置上对应每一个像素的DAISY特征算子聚合代价。然后,采用Patch-Match算法对整幅图像进行传播和变异,在变异过程中,通过图像预处理和分析得到的先验知识对位置标签的变异窗口进行局部空间约束,使得每个像素的位置标签在该空间范围内随机更新,计算新的聚合代价,保留代价较小的位置标签,重复迭代此过程,直到聚合代价不发生变化或者达到最大迭代次数为止。结果 实验选取了标准数据集、10幅分别由TFDS（the trucking fault dynamic image detection system）线阵列相机和框幅式相机采集的包含非刚体的图像进行匹配,均取得了较好的匹配效果,经验证,本文方法的匹配精度为86%,误匹配点的平均匹配误差为5个像素左右,是传统基于SIFT特征光流匹配方法误差的一半,并且本文采用的DAISY算子在特征提取速度上是Dense SIFT（dense scale invariant feature transform）特征提取算法的2~3倍,大大提升了图像匹配的效率。结论 本文提出了一种非刚体密集匹配算法,针对非刚体变化的不确定性采用密集特征点进行最优化搜索匹配。本文算法对包含小范围非刚性变化的图像匹配上具有较好的适应性,且匹配精度高,视觉效果好,鲁棒性强。     

基于稀疏结构的图像特征匹配算法

对图像进行全局的特征点检测耗时较长,而且全局特征稳定性不好,这就造成算法的运行速度慢和匹配准确率低,达不到令人满意的匹配效果.在尺度不变特征变换（SIFT）的基础上,通过引入稀疏结构的概念,提出了一种基于稀疏结构的图像特征匹配算法（SSM）.通过稀疏度函数获得像素点的稀疏度值,筛选出稀疏度高的像素点所在的区域,并对该区域进行SIFT特征点检测,通过最佳描述子实现特征匹配.将SSM算法与几种经典算法相比,实验结果表明,本文算法在特征匹配速度和匹配准确率上相比于原算法都有较明显的提高,能够用于目标实时跟踪、图像检索和全景图像拼接等领域.     

基于SIFT和Daisy相结合的立体匹配算法

立体匹配是计算机视觉领域最活跃的研究课题之一,针对传统SIFT描述符在图像存在多个相似区域时易造成误匹配和Daisy的匹配效率会因200维的描述符而降低的问题,提出一种SIFT和Daisy相结合的立体匹配算法。该方法利用SIFT算法生成关键特征点,利用Daisy描述符自身具有的良好的旋转不变性,对特征点进行描述,利用特征描述符欧氏距离的最近邻匹配和种子区域增长得到视差图。实验结果表明,该方法匹配精度高,速度快,在部分遮挡、视点变化引起的图像变形等问题上有更好的表现。     

基于mean-shift全局立体匹配方法

针对图像全局立体匹配精度高、计算量大的问题,提出基于mean shift图像分割的全局立体匹配方法。首先,通过mean shift算法对图像进行分割,获取图像同质区域数量和区域的标号。在计算匹配代价时,根据像素所属的分割区域,对像素进行筛选,从而提高匹配代价计算速度;其次,在代价聚合前,将mean shift算法获取的同质区域数K值赋值给K-means聚类算法,对像素再次聚类,提高立体匹配精度和速度;最后通过TRW-S置信传播解决能量最小化问题。实验表明,该算法明显提高了匹配的准确性和速度,与单纯的全局匹配算法相比,具有更大的优势。     

基于改进SIFT特征的双目图像匹配算法

针对SIFT(尺度不变特征变换)算法无法准确定位物体形状特征的问题,提出了一种结合了Harris角点和SIFT算法的立体匹配方法。在DOG尺度空间提取Harris算子作为图像的特征点并为每个特征点定义主方向,计算出特征点的32维特征向量描述子并用BBF算法检索同名特征点之间的欧式距离进行匹配。在降低SIFT算法的时间复杂度的同时提高了算法提取特征点的形状意义,在双目图像匹配实验中取得了较好的结果。