一种基础矩阵线性估计的鲁棒方法

以基础矩阵估计规范八点算法为基础，针对线性算法对参考图像匹配点集中存在的异常匹配极为敏感的问题，将基础矩阵的线性鲁棒估计转换为对匹配点集的最优化采样问题，以最小对极距离平方和中数准则获得基础矩阵的稳定可信解。实验表明，算法对基础矩阵的精度和稳定性均有较大提高。     

一种改进的M-Estimators基础矩阵鲁棒估计法

针对原M-Estimators算法完全依赖由线性最小二乘法估计得到的矩阵初始值,精度较低稳定性差的缺点,提出了一种改进的M-Estimators算法。通过考虑匹配点与对应极线的距离,计算求得较原M-Estimators算法更加精确的矩阵初始值,再利用此初始值剔除掉原匹配点集中的错误匹配点及坏点,最后运用Torr-M-Estimators法对新的匹配点集进行非线性优化计算,得到了真正的匹配点对,精确恢复了对极几何关系。以大量的模拟数据和真实图像进行了实验,给出了该算法与其他鲁棒性算法的比较结果,实验结果表明,该算法在误匹配以及高斯噪声存在的情况下,提高了基础矩阵的估计精度,并且同时具有很好的鲁棒性。     

一种加权计算基础矩阵的高精度算法

分析了图像匹配点对基础矩阵的不同影响，引入具有明显几何意义的匹配点到对极线的距离作为匹配点的加权因子，将匹配点集合看作随机变量并将加权因子作为匹配点的概率分布。在此基础上对原始图像数据进行归一化处理，利用8点算法得到基础矩阵。大量的试验结果表明，该方法明显降低了计算余差，提高了基础矩阵的计算精度。     

基于三视图约束的基础矩阵估计

考虑到只依赖对极几何关系的匹配点余差并不能完全区分匹配点的正确与否,从而影响内点集选取的情况,提出基于三视图约束的基础矩阵估计算法。首先,使用传统随机抽样一致性（RANSAC）算法计算三视图的任意两对相邻图像间的基础矩阵,确定三视图中共有的匹配点对,并计算估计基础矩阵时非共用图像上的匹配点在共用图像上的极线;然后,计算两条极线的交点与共用图像上对应匹配点间的距离,以距离值的大小作为内点判断的依据,得到新的内点集。在新内点集的基础上,采用M估计算法重新计算基础矩阵。实验结果表明：该方法可以同时降低噪声和错误匹配对基础矩阵精确计算的影响,精度优于传统鲁棒性算法,使点到极线的距离限制在0.3个像素左右,而且计算结果具有稳定性,可以被广泛地应用到基于图像序列的三维重建和摄影测量等领域中。     

基于R-Tree的高效异常轨迹检测算法

提出了异常轨迹检测算法,通过检测轨迹的局部异常程度来判断两条轨迹是否全局匹配,进而检测异常轨迹.算法要点如下:(1) 为了有效地表示轨迹的局部特征,以k个连续轨迹点作为基本比较单元,提出一种计算两个基本比较单元间不匹配程度的距离函数,并在此基础上定义了局部匹配、全局匹配和异常轨迹的概念;(2) 针对异常轨迹检测算法普遍存在计算代价高的不足,提出了一种基于R-Tree的异常轨迹检测算法,其优势在于利用R-Tree和轨迹间的距离特征矩阵找出所有可能匹配的基本比较单元对,然后再通过计算距离确定其是否局部匹配,从而消除大量不必要的距离计算.实验结果表明,该算法不仅具有很好的效率,而且检测出来的异常轨迹也具有实际意义.     

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。     

基于五点算法估计基础矩阵的研究

基础矩阵是三维重建、运动估计、图像定标、匹配的基础,是解决计算机视觉和图像处理领域的重要课题.文中利用点到极线的距离最小原理对五点算法进行改进:在初始模型估计中,使用五点算法,降低算法的抽样次数和抽样时间,然后使用点到极线的距离最小原理对五点算法的多项式的伪解进行剔除,利用正确解求得本质矩阵,再根据本质矩阵与基础矩阵的归一化关系得到基础矩阵.实验证明此算法提高了估计基础矩阵的准确性,排除错误解,提高了五点算法的正确率.     

一种改进的MLESAC基本矩阵估计算法

为提高基本矩阵估计精度,提出一种改进的随机抽样最大似然估计算法.根据对极距离选择质量较好的原始数据,采用随机抽样一致性方法进行抽样,选择内点数最多的基本矩阵检验原始数据,剔除误差大的匹配点,结合约束条件对匹配集进行检验,以提高匹配集精度.实验结果表明,该算法的估计精度较高,稳定性较好.     

基于极线几何约束的非标定图像的立体匹配

立体匹配是计算机视觉领域的一个关键问题，是计算机三维重建中的一个核心问题。基于极线几何约束是特征匹配中最强有力的约束，独立于场景结构，因此将特征匹配与极线几何有机结合起来，实现了一个鲁棒的匹配算法在非标定图像中的应用。其中，对基础矩阵估计及其引导匹配均采用点到极线距离最小约束准则。对真实图像的实验表明，该算法具有较好的实用性。     

一种基于角点检测的图像密集匹配算法

提出了一种鲁棒的图像自动立体匹配算法.利用Sobel算子对图像中的像素点进行检测,若是边缘点,则使用最小同值分割吸收核方法判断该点是否为角点.在两幅待匹配的图像间计算角点的梯度大小、梯度方向及灰度等的相似度,去除无法对应的角点,建立起待匹配图像中角点的对应关系,并计算基础矩阵.对基础矩阵进行迭代,去除误配点,计算出较精确的基础矩阵.由对极几何约束,采用动态规划方法,寻找左右两幅图像在对应极线上的所有像素点之间的对应,从而建立起两幅图像间像素点的密集匹配对应关系.试验结果表明,算法效果满意.     

基本矩阵的鲁棒贪心估计算法

分析了基于随机抽样检验思想的现有鲁棒算法在基本矩阵的求解问题中存在的不足,提出一种获得基本矩阵最优解的算法.利用各种鲁棒技术获得内点集,以点到极线的距离作为最优量度标准,采用贪心策略在内点集中寻找最优子集,并利用最优子集来计算基本矩阵.合成数据与真实图像的实验结果表明,该算法在基本矩阵的求解精度、抗噪声能力、对极点的稳定性等方面优于现有的鲁棒方法.     

一种高精度估计的基础矩阵的线性算法

通过引入与余差有关的代价函数,给出了一种高精度估计基础矩阵的线性算法--加权平移算法.首先将原始输入数据加权,计算加权后数据的重心坐标,将坐标原点平移到该重心坐标,再作归一化处理.然后用8点算法求出基础矩阵F阵的8个参数,实现了F阵的高精度估计.实验结果表明,此算法具有良好的鲁棒性,且余差和对极距离都小于其他线性算法,提高了基础矩阵的精度.     

一种用于未标定图像三维重建的立体匹配算法*

提出了一种适用于未标定图像三维重建的立体匹配算法。该算法首先引入限制因子来消除Harris角点聚簇的现象,使用高斯曲面拟合内插使Harris角点达到亚像素级;接着采用特征点的Sift特征描述符进行初始匹配,利用随机抽样算法估计基础矩阵的同时剔除误匹配点对;最后在估计的基础矩阵的引导下进行双向匹配。实验证明,该算法能够很好地恢复物体的结构,是一种有效的用于未标定图像三维重建的立体匹配算法。     

基于优化初始聚类中心的K中心点算法

针对K中心点算法的初始聚类中心可能过于临近、代表性不足、稳定性差等问题，提出一种改进的K中心点算法。将样本集间的平均距离与样本间的平均距离的比值作为样本的密度参数，精简了高密度点集合中候选代表点的数量，采用最大距离乘积法选择密度较大且距离较远的K个样本作为初始聚类中心，兼顾聚类中心的代表性和分散性。在UCI数据集上的实验结果表明，与传统K中心点算法和其他2种改进聚类算法相比，新提出的算法不仅聚类结果更加准确，同时也具有更快的收敛速度和更高的稳定性。     

一种精确匹配的全景图自动拼接算法

本文提出一种全景图像自动拼接算法,能够实现特征点对的精确筛选和匹配,以及输入图像的自动排序和拼接。首先提取输入图像的尺度不变特征变换SIFT特征点,并采用k-d树搜索得到图像之间所有初始特征匹配对;利用欧氏距离比值和中值滤波器对初始特征点对进行筛选后,再应用随机抽样一致算法RANSAC得到图像间精确匹配的特征点对;计算出图像之间的单应性矩阵,在此基础上完成对输入图像的自动排序和配准,最终拼接合成全景图像。实验结果表明,该算法能获得比结合欧氏距离比值的RANSAC算法更高的配准精度,全景图拼接效果较好,具有良好的鲁棒性。     

Software for interactive segmentation of the carotid artery from 3D black blood magnetic resonance images

A semiautomatic algorithm for segmenting organ surfaces from 3D medical images is presented in this work. The algorithm is based on a deformable model, and allows the user to initialize the model by combining and molding primitive shapes such as cylinders and spheres to form an initial approximate model of the organ surface. The initial model is automatically deformed to better fit organ boundaries. The algorithm was applied to segment the carotid bifurcation from 3D black blood magnetic resonance (MR) images of 5 subjects. The algorithm-segmented surfaces were compared to surfaces segmented manually by an experienced user. On average, approximately 3 min were required to segment an image using the algorithm, whereas 1h was required for manual segmentation. The average distance between corresponding points on the manually and algorithm-segmented surfaces was 0.37 mm, whereas the average maximum distance was 2.03 mm. Moreover, algorithm-segmented surfaces exhibited less intra-operator variability than those segmented manually.