基于微观图像的图像拼接算法研究

针对传统图像拼接算法不适用于局部特征点多的微观图像实时拼接问题,结合Harris角点、SURF算法和K-Means算法提出了一种改进的算法。具体的算法流程如下：通过Harris角点提取微观图像中的特征点,并在形成SURF描述子后利用最近近邻算法对这些特征点进行粗配准。通过K-Means算法对初次配准的特征点进行聚类分簇获取聚类中心,并提取有效聚类区域的特征点。对有效的特征点进行精确配准,并校验配准后特征点的斜率一致性和距离一致性,从而实现精确的特征点匹配。实验结果证明,该算法克服了特征点多造成图像拼接时间长和拼接误差大的问题,具有较强的鲁棒性和稳定性,可应用于微观图像实时拼接领域。     

一种快速多尺度特征点匹配算法

为了快速稳定地进行特征点的跟踪,提出了一种快速多尺度特征点的提取算法.该算法首先利用快速局部窗口极值搜索算法提取出不同尺度空间特征点的局部极值,减少了局部极值搜索的冗余性,然后再利用最近邻算法对特征点进行匹配.实验结果表明,该算法的计算速度快于SIFT算法和MOPS算法,稳定性强于传统的Harris算法,可以用于实时图像配准及目标跟踪.     

基于分数阶变换和改进最小生成树的图像配准算法

为改善图像配准的精度和稳定性,提出一种新的鲁棒图像配准算法。定义分数阶变换,强化图像特征信息,联合分数阶与高斯核函数,将图像信号变换为尺度空间,利用尺度不变特征变换提取图像特征点,通过改进最小生成树建立特征点的结构关系,完成图像特征点匹配,引入随机抽样一致性技术降低误匹配。实验结果表明,与基于Harris角点检测的匹配算法、基于随机k-d树的匹配算法以及块匹配算法相比,该算法具有更高的配准精度与鲁棒性。     

基于二维Gabor小波变换的角点匹配算法

图像配准研究的核心问题在于提高配准的速度和精度,而图像配准的结果主要取决于特征的匹配精度。为了提高特征匹配精度,本文提出了一种基于二维Gabor小波变换的角点匹配算法。该算法首先采用改进的Harris角点检测方法提取角点,得到角点位置的坐标,利用多个二维Gabor小波模板对参考图像和待配准图像进行滤波,从滤波图像中提取角点坐标处的复Gabor小波系数,并以此作为角点的特征描述,然后引入两种相似性度量因子对角点进行匹配。通过对不同图像进行大量的实验,该算法在选择合适的参数,同时采用最长公共子序列度量因子的情况下,能成功提取较多的同名点对,并且能够取得较高的匹配率。     

具有SIFT描述的多尺度角点图像配准

角点含有丰富的图像结构信息,在图像配准中是广泛应用的图像特征。Harris算法是经典的角点提取算法,Harris角点对图像旋转具有不变性,但对尺度变化敏感,在有尺度变化的图像配准中,应用受限。仿照SIFT特征点提取过程,提出了一种多尺度角点提取方法,提取的多尺度角点对图像旋转和尺度变化有很好的适用性。并用SIFT描述子描述,用光学及SAR图像进行了配准实验。结果表明,与SIFT、Harris算法相比,本文方法在保证配准精度的基础上,配准时间减少40%以上,特征点在配准过程中的利用率提高一倍多。     

基于多尺度Harris角点SAM的医学图像配准算法

为满足医学图像配准对多分辨率,高配准率,低时耗率的高要求,提出了一种新颖的基于多尺度Harris角点方根-算术均值距离（SAM）的配准算法。该算法通过对图像进行小波多尺度积边缘检测和多尺度Harris角点检测,首先得到了估计变换参数;然后利用角点间的SAM作为相似性测度函数来获得最佳匹配点对,并通过最小二乘得到最终配准参数。实验表明,算法可实现含噪声图像以及不同分辨率的多模医学图像的配准,由于算法只对角点匹配,无须最优搜索,从而不仅大大减少了计算量,而且避免了陷入局部极值的情况。最后,通过3类实验验证了算法的可行性和鲁棒性。     

尺度及主方向改正的ORB特征匹配算法

针对二进制描述算法（Oriented fast and Rotated Brief，ORB）尺度性配准误差大，配准率低的问题，提出一种尺度和方向改进的ORB特征匹配算法。该算法以二进制描述算法ORB为基础，构建金字塔式尺度空间，改进尺度空间结构，简化尺度空间层数和采样图像数目，使提取特征点的过程更加效率，并采用Harris函数检测特征，消除边缘特征点的影响，提取具有尺度信息的特征点；然后采用梯度方向统计方法改进传统ORB算法中通过灰度质心法计算主方向的方式，优化求解主方向邻域范围，以提高图像特征主方向的准确性。实验结果表明，改进后的ORB算法在尺度和旋转配准方面性能有很大提高，并且配准的精度较传统ORB更高，更能满足复杂图像快速精确配准的要求。     

一种新的局部不变特征检测和描述算法

局部不变特征已经被成功地用来解决计算机视觉领域诸多实际问题.文中提出一种新的局部不变特征检测和描述算法,提取出的特征能够对旋转、尺度缩放、光照等变化,甚至弱仿射变换保持不变.一般说来,局部特征的提取分为特征检测和描述两个关键步骤.在特征检测阶段,首先在每一层尺度图像上提取Harris角点,然后在以Harris角点为中心的固定大小的搜索窗内搜索三维尺度空间的极值点作为局部特征点的位置和特征尺度,最后为每个特征点计算主方向.文中的特征检测算法具有良好的可重复率性能.在特征描述阶段,建立了梯度的距离和方向直方图来描述局部特征,文中的特征描述子不但具有良好的匹配性能,而且维数更低,十分有利于提高图像特征的匹配速度.大量的图像匹配与图像检索实验结果验证了文中算法的有效性.     

基于尺度不变Harris特征的准稠密匹配算法

准稠密匹配是多视图三维重建的重要技术,其性能对重建结果至关重要。针对常用的Sift算法提取的种子点进行准稠密匹配正确率较低、重建效果不佳的问题,提出了一种基于尺度不变Harris角点特征的准稠密匹配算法。该算法首先在图像多尺度空间构造尺度不变Harris特征,并采用余弦距离测度对不同视图进行双向匹配;然后根据稀疏匹配获取种子点,采用最优最先匹配扩散策略进行准稠密扩散;最后采用局部非极大值抑制策略对匹配结果进行重采样。实验表明,本文算法提取的种子点既能够体现场景结构信息,又具有尺度不变特性,用于准稠密匹配能够提高匹配的效果和精度,是一种有效的用于三维重建的准稠密匹配算法。     

基于改进SURF算法的无人机遥感图像配准

针对无人机遥感图像畸变较大,而传统快速鲁棒(Speeded-Up Robust Features,SURF)算法不能提供足量兴趣点的问题,提出了一种基于Harris角点和SURF算法的无人机遥感图像配准方法。首先构建多尺度空间,并在多尺度空间下检测Harris角点作为兴趣点;然后计算各兴趣点的64维SURF描述子;最后运用K-d树匹配搜索策略得到两幅图像的匹配点对。将该方法与传统SURF配准方法进行实验对比,实验表明改进算法在保证实时性的情况下可以获得更多的匹配点对,并具有更高的配准精度。     

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。     

一种新的基于条件数的图像配准算法

提出了一种新的基于条件数的图像配准算法。该方法在Harris算法提取角点的基础上,采用条件数定量地分析了噪声对确定图像间变换关系的影响程度,通过阈值设定筛选出具有良好稳定性的角点,克服了Harris角点检测可能存在的角点位置偏移和易受噪而提取出伪角点等问题。最后选择了Random Sample Consensus(RANSAC)匹配准则来确定匹配点对。经过实验证明了该配准算法具有精确性、抗噪性和鲁棒性。     

基于未标定多幅图的三维重建算法

为得到鲁棒的三维重建效果,提出了一种基于未标定多幅图像的三维重建算法。该算法首先采用Harris算法检测特征点,针对双向匹配算法匹配速度慢的缺点,使用改进的双向匹配算法进行特征点匹配,在已知摄像机参数的情况下进行两幅图的三维重建;接着采用四元数算法进行坐标转换,将由每两幅图得到的不同部分的重建结果转移到同一坐标系下,实现了多幅图像的三维重建;最后利用集束调整优化重建结果。实验结果证明,该算法能获得比较满意的重建效果。     

基于奇异值分解结合Harris的快速匹配方法研究

针对室内环境下视觉图像匹配速度慢、精度低等问题,提出一种基于奇异值分解结合Harris的快速匹配新方法.随机采集两组相邻的视觉图像作为研究对象,利用奇异值分解(SVD)对视觉图像进行压缩与重构.利用Harris角点检测算法对重构后的视觉图像进行特征角点的检测,然后结合归一化互相关(NCC)算法对视觉图像的特征角点进行一次粗匹配,最后采用随机抽样一致性(RANSAC)方法对粗匹配结果进行校正,实现特征点对的精匹配.实验表明:与传统的归一化互相关模板匹配算法相比,该算法不仅将视觉图像在室内环境下的误匹配率降低至2.35％,而且图像匹配的速率提升了3倍.     

基于图像几何特征点的仿射参数估计算法研究

平移、旋转和缩放等仿射变换参数的计算是计算机视觉、目标检测和模式识别领域的关键问题.对3类典型的基于图像特征点的仿射参数计算方案进行了研究与探讨,它们分别是利用SUSAN角检测器、Harris角点检测器和尺度不变特征变换(SIFT)提取图像特征点.针对传统算法对SUSAN和Harris角点进行匹配精度过低的问题,提出了一种新的基于Zernike矩的特征点匹配算法,对匹配的特征点对利用四参数仿射模型进行参数估计和求取.在此基础上对3种方案进行了深入分析和比较,得出SIFT特征点适用范固广、精度高,是较好的仿射参数求取工具.并通过具体的配准实验结果及在图像拼接中的应用证明了算法的有效性.     

基于特征点的合成孔径雷达复图像自动配准算法

提出了一种干涉合成孔径雷达复图像对的自动配准算法,利用Harris特征点检测算子,完成了特征点检测;根据匹配点对之间最大相关和距离相近的结论设计了匹配算法,进行了特征点对的匹配;首先通过Harris特征点检测算子提取特征点;其次根据提出的匹配算法建立点的对应关系;最后利用两步法完成复图像的亚像元级配准;实验结果表明,该算法具有较高的配准精度。     

基于未标定彩色图像三维重建的立体匹配算法

提出了一种用于三维重建的未标定彩色图像立体匹配算法。针对Harris角点的聚簇现象,引入了限制因子来消除,通过采用精度较高的邻域彩色相关法进行匹配。针对相机平移旋转较小的情况,提出了利用抖率一致性剔除明显的误匹配,然后运用随机抽样算法估计基础矩阵,同时进一步剔除误匹配点对,最后用基础矩阵引导未匹配特征点进行匹配。实验表明,该算法用于三维重建,能够较好地恢复物体的结构,是一种有效的匹配算法。     

A fast and fully automatic registration approach based on point features for multi-source remote-sensing images

Automatic registration of multi-source remote-sensing images is a difficult task as it must deal with the varying illuminations and resolutions of the images, different perspectives and the local deformations within the images. This paper proposes a fully automatic and fast non-rigid image registration technique that addresses those issues. The proposed technique performs a pre-registration process that coarsely aligns the input image to the reference image by automatically detecting their matching points by using the scale invariant feature transform (SIFT) method and an affine transformation model. Once the coarse registration is completed, it performs a fine-scale registration process based on a piecewise linear transformation technique using feature points that are detected by the Harris corner detector. The registration process firstly finds in succession, tie point pairs between the input and the reference image by detecting Harris corners and applying a cross-matching strategy based on a wavelet pyramid for a fast search speed. Tie point pairs with large errors are pruned by an error-checking step. The input image is then rectified by using triangulated irregular networks (TINs) to deal with irregular local deformations caused by the fluctuation of the terrain. For each triangular facet of the TIN, affine transformations are estimated and applied for rectification. Experiments with Quickbird, SPOT5, SPOT4, TM remote-sensing images of the Hangzhou area in China demonstrate the efficiency and the accuracy of the proposed technique for multi-source remote-sensing image registration.