自适应对比度阈值SIFT算法研究

SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法剔除掉对比度小于给定阈值的候选特征点,认为这些点是不稳定的,但是并没有普遍适用的阈值;固定对比度阈值SIFT算法提取的特征点数目,随着图像对比度的降低而急剧减少,并且整幅图像采用一个固定的阈值,会造成特征点的分布不均匀,无法满足图像高精度匹配的需求;因此需要根据图像人工调整对比度阈值;但是人工调整阈值不能够实现图像的自动匹配,满足不了无法进行人工干预的场合。因此为了提高基于SIFT图像匹配算法的精确性和自动化水平,提出了一种根据特征点局部邻域内的灰度信息,确定对比度阈值的方法,用于改进SIFT算法,并将改进后的算法用于图像匹配;实验结果表明,改进后的SIFT算法能够根据特征点邻域内的灰度分布情况,自动计算对比度阈值,能够很好地适应图像对比度的变化,明显增强了SIFT算法对于低对比度图像匹配的鲁棒性。     

基于改进SIFT特征和图转换匹配的图像匹配算法

针对SIFT特征在纹理丰富的图像中提取较多的伪点和不稳定的点而影响图像匹配的问题, 提出了一种基于Harris阈值准则的局部不变特征图像匹配算法。该算法在提取SIFT不变特征的基础上, 利用Harris阈值准则对所提取到的不变特征进行选择, 剔除了图像区域中大量可区分性较差的特征点, 从而得到了相对稳定和可区分性较好的特征点。其次, 结合不变特征矢量与图转换匹配(GTM)的方法对提取到的稳定特征点进行了精确匹配。实验对比结果表明, 用取得稳定的特征点, 进而结合一种好的匹配策略, 能够更加增强图像匹配的高效性和鲁棒性。     

基于分层区域的自适应图像配准算法

针对SIFT（尺度不变特征变换）算法提取的特征点不纯、易受噪声等因素干扰的问题，提出在SIFT算法提取特征点之前对图像进行预处理，排除部分外界干扰。针对SIFT算法中128维的高维度特征描述符导致匹配速度降低，提出一种基于分层区域的方法降低描述符维度，缩短算法运行时间。针对SIFT算法匹配过程中选取固定阈值不具有广泛适用性的问题，提出一种自适应阈值的方法，解决设置固定阈值不能适用所有图像的问题，提高匹配准确率。实验结果证明，改进的算法能提高匹配准确率和匹配效率，增强算法的鲁棒性和可靠性，并且适用性广泛。     

一种二次阈值调整SIFT算法

SIFT算法因其良好的特征提取和匹配效果得到了广泛的应用,但在光照不足和模糊条件下其效果不能令人满意,为此提出了一种基于全局信息和局部信息的自适应SIFT算法。利用图像的对比度信息得到初始阈值,使该阈值适应光照不足和模糊图像,根据周围特征点分布情况来对阈值进行二次调整以控制特征点数目及分布,并改进了误匹配剔除方法。实验结果表明,改进后的SIFT算法不仅能很好地适应低光照和模糊图像,而且可以调节特征点数目,降低簇效应。     

基于局部SIFT特征点的双阈值配准算法

针对SIFT匹配算法和SIFT与RANSAC结合的匹配算法都存在不同程度误匹配的问题,提出一种基于局部SIFT特征点的双阈值匹配算法。设计变步长迭代准则获取SIFT双阈值,其中大阈值匹配获得一组稀疏的精确匹配,小阈值匹配获得一组可能存在误匹配的密集匹配。以精确匹配建立目标的形变约束模型,以此为基础从密集匹配中删除误匹配。通过这些正确的匹配点估计两幅图像之间的变换矩阵。为了降低算法所需时间,提高效率,通过分析图像的纹理变化,采用提取其变化最为剧烈的区域来代表整幅图像进行匹配运算。实验结果表明,该算法在图像存在平移、旋转等仿射变化情况下具有配准精度高,稳定和快速等特点。     

基于分数阶微分的尺度不变特征变换图像匹配算法

利用分数阶微积分运算处理图像信息,有利于强化和提取图像的纹理细节,使图像得到增强,更有利于对图像特征的提取。为了提高图像匹配的正确性,用基于分数阶微积分图像处理方法,提出了改进的尺度不变特征变换(SIFT)匹配算法,将高斯滤波和分数阶微分滤波相结合,用分数阶微分对图像特征进行强化,检测出更加稳定的尺度空间极值点,然后筛选出更多和更准确的匹配特征点,最后进行图像匹配。实验表明,在SIFT中引入分数阶微积分的应用,能够得到更多的特征关键点,提高图像匹配的正确性。     

基于SIFT算子融合最大相异系数的自适应图像匹配算法

针对传统的尺度不变特征变换（SIFT）图像匹配算法存在的误匹配率较高、剔除误匹配点条件单一的问题,提出一种基于SIFT算子融合最大相异系数的自适应图像匹配方法。首先,在欧氏距离（Euclidean distance）比测度基础上,对SIFT算法中128维特征向量自适应获取最大相异系数优化;然后,确定最大相异系数最优取值进行匹配点筛选,并采用随机抽样一致性（RANSAC）算法进行匹配正确率计算;最后,利用Daniel Scharstein和Richard Szeliski立体匹配图像进行了算法验证。实验结果表明,改进算法较传统SIFT算法匹配正确率提升10个百分点左右,有效降低误匹配,更能够适应相似区域较多的图像匹配应用。在实时性上,所提方法单次匹配平均耗时1.236 s,可应用于实时性要求不高的系统。     

一种基于改进SIFT算法的SAR图像匹配方法研究

为了提高合成孔径雷达(SAR)图像匹配的稳定性和快速性,提出一种改进的SIFT算法。首先使用Canny边缘检测算法代替原算法提取特征点,对SIFT特征向量主方向进行优化,针对SAR图像的相干斑噪声问题,使用一种阈值自适应的Contourlet变换进行噪声抑制,再使用改进的主成分分析算法对提取的特征向量进行降维。与现有方法相比,不但保持了特征的丰富性,而且简化了计算量,提高了运算速度。实验结果表明:改进的SIFT算法能够在SAR图像发生缩放、旋转等变化的情况下进行准确匹配,具有更快的速度和更高的匹配精度。     

基于RANSAC的SIFT匹配阈值自适应估计

针对基于欧氏距离比值作为图像尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配相似性度量时,距离比阈值难以设置最优,且固定距离比阈值易引起误匹配或漏匹配等问题,引入随机抽样一致性(RANSAC)算法。该算法对SIFT匹配算法中的距离比阈值进行自适应优化,确定最佳的阈值,再利用双向匹配的方法剔除误匹配点。实验结果表明,针对不同的实验图像,所提算法都能自适应地求解出一个最优的比例阈值,使得匹配点数最多,同时具有较高的匹配正确率,经过双向匹配的策略优化后效果更好。     

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.     

基于改进的SIFT算法的红外图像配准

电路板红外图像具有分辨率低、对比度低、信噪比低、视觉效果模糊的特点,目前的图像配准算法用于电路板红外图像配准时,运算时间长且匹配准确度低.针对电路板红外图像的特点,梳理了图像配准方面的国内外研究现状,分析了SIFT算法的基本原理,对原有的SIFT算法进行了修改.对特征点的提取方式进行了改进,减少了不必要的特征点;改进了特征点的描述符,降低了特征向量的维数;在特征点匹配的时候加入了分层阈值.对改进的算法进行了一系列的测试,针对三对电路板的红外图像进行配准,实验结果表明,相比于传统的SIFT算法,改进的SIFT算法在进行电路板红外图像配准的时候,匹配的准确率和运算时间得到了很大的提升,为电路板红外图像的配准提供了新的方法.     

基于SIFT二次匹配方法的同名像点识别

将尺度不变特征变换（SIFT）二次匹配方法用于IRS-P5立体像对的同名像点识别。引入全局几何约束与唯一性约束,剔除误匹配,获取用于初始定位的匹配样本,完成初始匹配。根据初始定位点,获取小区域子图像,在小区域内调整SIFT匹配阈值,在唯一性约束基础上,引入偏移坐标差值约束,完成二次匹配。通过实验验证,相比于将SIFT算法直接应用于遥感影像同名像点识别,SIFT特征二次匹配算法在严格阈值下,匹配对数可增长23.07倍,可获取更密集可靠的同名像点。     

基于改进SIFT算法的图像复制粘贴篡改检测

复制粘贴是一种常见的图像篡改方式,也是最隐蔽的图像篡改手段之一。SIFT是一种常用的匹配算法,同时也是一种较为有效的复制粘贴图像篡改检测方法。目前基于SIFT的图像篡改检测方法中,存在着匹配精度差及时间复杂度高等问题。为了克服这些问题,对SIFT算法进行了改进:针对阈值增大造成精确性差的问题,采用拟合优化的方法确定阈值,对SIFT算法中提取特征点的方法进行了改进;针对SIFT算法特征匹配阶段时间复杂度高的问题,采用基于K-D树的BBF搜索算法进行最近邻查询以实现特征点的快速匹配,对SIFT算法中的特征匹配进行了改进。实验结果验证了该算法的有效性。     

基于SIFT特征的眼底图像自动拼接

针对眼底图像对比度低、不同视场的图像间存在几何畸变等特点,提出一种基于SIFT特征的眼底图像自动拼接算法。该算法分别提取待拼接眼底图像的SIFT特征点,并用向量进行描述,确定两幅图像特征点的匹配关系,使用MLESAC算法去除误匹配点对,提出对特征点对提纯的距离-斜率相似测度方法,计算匹配点之间的透视变换矩阵,最后进行图像配准和拼接。对实际眼底照相机获取的多幅图像拼接结果表明,该算法具有很好的鲁棒性和稳健性,可以实现眼底图像的高精度自动拼接。     

基于SIFT的图像匹配算法

直接用SIFT算法对较模糊图像进行关键点提取时,提取的关键点个数较少且进行下一步匹配时错误匹配较多。提出一种基于SIFT特征的匹配算法,首先利用拉普拉斯算子对图像进行锐化处理,使其边缘得到突出,然后利用SIFT算法进行关键点提取,最后利用双向匹配算法进行图像匹配。实验结果表明,利用本文算法进行匹配比直接用SIFT算法进行匹配时的匹配点数更多,匹配效果更好。