基于Harris多尺度角点检测的图像配准新算法

为改进角点检测算子的检测性能,提高基于角点的图像配准算法的配准精度,把多分辨分析的思想引入到经典的Harris角点检测中,构造了基于小波变换的灰度强度变化公式,并得到了具有尺度变换特性的自相关矩阵,从而构建了一种新的Harris多尺度角点检测算法。这样,使得新的角点检测可以在不同的尺度下获取角点,并克服了单一尺度的Harris角点检测可能存在的角点信息丢失、位置偏移和易受噪而提取出伪角点等问题。然后根据角度直方图得到的旋转角度,和提取的以角点为中心的特征子图,定义了角点点对的对齐度。最后,运用最大化对齐度准则来精确地确定角点匹配点对。实验表明,该配准算法具有精确性、有效性和抗噪性,实现了良好的配准效果。     

一种基于角点特征的图像自动配准方法

图像配准是图像处理和计算机视觉中的重要环节。提出了一种基于角点特征的图像自动配准方法来处理具有相似变换的图像配准问题。角点特征由改进的Harris算子提取,然后将提取的角点组成虚拟三角形,利用在相似变换下参考图像和待配准图像中对应的虚拟三角形相似的原理,找到最相似的两个虚拟三角形,以它们对应的顶点作为控制点,求出变换模型参数,从而配准两幅图像。该方法只要求两幅图像中提取的角点特征包含3个以上的对应角点,就能配准两幅图像。它的另一个优点是理论上对两幅图像之间发生的平移、旋转和尺度变化没有限制。实验结果表明:这种图像自动配准算法是正确和有效的。     

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。     

基于Gabor滤波器和聚类的图像配准算法

提出一种基于多尺度、多方向Gabor滤波器提取图像局部不变特征并用AP聚类进行约束的配准算法。该方法首先利用Gabor尺度空间核函数对图像进行尺度空间分解,在每一层尺度图像的不同方向上提取Harris角点,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;在特征子区域内用梯度描述特征点;将得到的两幅图像的特征点AP聚类分析,实现m:n的粗匹配,最终通过各类之间的欧式距离实现对应点的匹配,通过AP聚类可有效排除多相似内容的图像之间的误匹配。实验结果表明,该算法能够提取稳健的精确特征点,并且可以有效去除多相似内容图像带来的匹配误差,实现图像的配准。     

基于特征的hausdorff距离图像配准

针对图像配准问题,提出了基于Harris及SIFT(Scale-invariant feature transform)特征的Hausdorff距离方法来实现图像配准。首先利用harris角点检测和SIFT特征提取参考图像和待配准图像的角点,通过两种方法获得的角点在融合之后获得更大的角点搜索范围,再利用相似一致性匹配原则剔除错误角点,进而通过改进的Hausdorff距离算法完成图像的配准操作。结果证明,改进算法比传统Hausdorff距离算法运行时间更短,算法时间降低约45%,具有较强的抗噪声能力和旋转鲁棒性,提高了图像配准的效率和精确性。     

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sift特征描述符的多尺度图像配准方法

研究图像处理,提高图像的精确性,在基于特征的图像配准中,特征描述符用来对两幅图像的特征进行相似性度量.合适的特征描述符对于建立图像之间的配准映射关系和提高配准精度具有重要意义.为了适应图像的尺度变化,提高配准算法的精度,引入多尺度Harris角点检测算法,并对一种基于sift特征的描述符在向量构造和采样区域等方面进行改进,最后通过对比特征描述符的相似性建立特征点间的匹配关系,并进行仿真.结果证明,算法能够适应图像的尺度变化,增加了描述符在图像具有噪声、旋转时的鲁棒性,提高了图像配准的精度.     

基于改进SIFT的SAR图像配准方法

针对尺度不变特征变换(SIFT)配准方法在处理SAR图像时精度不高的问题,提出一种基于改进SIFT的精确配准方法。在提取关键点SIFT描述子及其邻域多尺度自卷积矩不变特征的基础上,利用基于典型相关分析的融合算法对SIFT与矩不变特征进行融合,形成新的关键点描述子,使用阈值实现粗匹配,并结合关键点的距离与邻域灰度相关性构建相似矩阵,采用奇异值分解方法精确确定匹配点对,求出仿射变换模型参数,从而完成图像配准。实验结果表明,该方法的配准结果优于SIFT方法,且配准精度达到亚像素级。     

基于旋转不变特征的SIFT描述子在图像配准中的应用

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法中描述子维度高造成配准过程中计算量过大的问题,提出了一种改进的SIFT算法。该算法利用圆形的旋转不变性,以特征点为中心,在近似大小的圆形特征点邻域内构造特征描述子,以每个圆环作为一个子环,每个子环内只有像素位置发生了改变,像素之间其他相对信息是保持不变的。当图像发生旋转时,统计每个圆环内元素的梯度累加值进行排序,生成特征向量描述子,降低了算法的维度及复杂度,把特征描述子的维数从128维降低到48维。实验结果表明,改进算法旋转配准重复率在85%以上;在图像旋转、缩放和光照变化情况下,与SIFT算法相比,平均配准准确率提高5%,平均配准耗时降低30%左右,有效实现了对SIFT的改进。     

基于角点检测的图像分割算法及在三维重建中的应用

针对基于单幅图像的三维重建方法的多解性和病态性的难点问题,提出了一种基于Harris多尺度角点检测的图像分割算法,将复杂的工程图像分离成若干个简单基本几何形体,分别对其重建以避免直接恢复深度信息的病态解问题;为了提高基于角点的图像配准算法的配准精度,把多分辨分析的思想引入到经典的Harris角点检测中,构造了基于小波变换的灰度强度变化公式,并得到了具有尺度变换特性的自相关矩阵,从而使改进的Harris角点检测算法具有旋转、平移和尺度的不变性;实验验证了改进算法的快速、准确和稳定的特性。     

基于Harris角点和SIFT描述符的高分辨率遥感影像匹配算法

影像匹配是诸多遥感影像处理和影像分析的一个关键环节。传统基于角点的灰度相关匹配算法由于不具备旋转不变性而需要人工干预进行粗匹配,无法实现自动化。SIFT(scale invariant feature transform)算法能很好地解决图像旋转、缩放等问题,但是对于几何结构特征更加清晰、纹理信息更加丰富的高分辨率遥感影像而言,该算法消耗内存多、运算速度慢的问题非常突出。将两者结合,提出基于Harris角点和SIFT描述符的影像匹配算法。实验结果表明,相比SIFT算法,该算法大量缩减了运算时间,同时保留了SIFT描述符的旋转不变性和对光照变化的适应性,克服了灰度相关算法无法实现全自动的缺点,在高分辨率遥感影像匹配上效果较好。     

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.     

一种基于特征点匹配的图像拼接方法研究

针对图像间因具有旋转及光线强度差异等现象而导致的拼接效果不佳及拼接速度慢的问题,提出一种基于特征点的配准算法;在特征点提取阶段,尺度不变的特征变换方法 (SIFT)具有对图像尺度缩放、旋转、放射变换以及亮度变化保持不变的优点,文章采用了改进的SIFT特征点提取算法;在特征点匹配阶段,采用改进的RANSAC算法对特征点匹配对提纯;最后用加权平均法实现拼接图像的融合;实验证明,该算法有效提高了图像拼接的效率和准确性,拼接精度可以达到亚像素级。     

遥感图像拼接系统

提出和实现了一种图像配准方法,利用OpenCV库开发了一个低空遥感图像拼接系统. 将SIFT作为图像拼接特征向量,实现了图像局部尺度空间中极值点的计算和SIFT特征点的提取. 使用特征向量的欧氏距离实现特征点的粗匹配,结合随机抽样一致RANSAC算法对匹配点进行优化,并精确估算出投影变换矩阵,实现两幅图像的拼接. 最后实现对重合区域的图像融合. 实验结果表明本文方法较好的解决了遥感图像中常出现的图像的平移、缩放、旋转等变换下的配准问题,达到较好的拼接效果.     

人脸特征的SIFT保护算法

人脸识别技术在门禁、视频监控等公共安全领域中的应用日益广泛,人脸特征数据的安全性和隐私性问题成为备受关注的焦点。提出一种基于SIFT的人脸特征安全保护新算法,首次将随机投影应用到对人脸特征数据的保护中。该算法首先利用SIFT特征对旋转、尺度缩放、光照变化等具有较好稳定性的特点,提取有较好鲁棒性的人脸数据;然后根据用户密钥对SIFT特征进行不可逆变换,生成具有可重建性的人脸特征模板数据,从而实现对人脸特征数据的保护。实验表明,该算法在CMU、AR和Feret人脸数据库中均取得较高的识别率,不仅对人脸特征数据具有保护作用,并且对姿势、遮挡和表情的变化具有较高的鲁棒性。     

一种SAS图像拼接改进算法

SWF算子提取的特征点对图像尺度和旋转具有不变性,对环境变化、噪声以及仿射变换都具有很强的鲁棒性。本文在基于SIFT算子和RANSAC算法的图像拼接算法的基础上,根据SAS图像分辨率高、相邻帧图像重合度大且只存在平移和旋转变换的特点,对提取稳定特征点和计算拼接图像之间特征点匹配对的过程进行了改进。实际的SAS湖试图像拼接处理结果说明,改进算法提高了拼接算法的速度和图像之间的配准精度,增强了算法的鲁棒性。     

SIFT算法在图像配准中的应用

图像配准有很多种算法,在众多算法中尺度不变特征变换(SIFT)算法具有良好的尺度,光照,空间旋转不变性,被广泛的运用于图像配准的应用中。本文对SIFT算法的基本步骤做了简单的阐述,并且在运用在图像配准的应用上。实验结果表明该算法具有较强的配准能力,是一种较好的配准算法。     

基于点特征的序列图像匹配方法研究

提出了用3个向量描述Harris角点方向特征的方法,该算法首先用Harris角点检测得到特征点,并把SIFT算法中使用的特征描述方法引入到特征点描述中;然后利用欧氏距离对点特征进行匹配;提出一种简单高效的排除错误匹配的方法。该算法对数字城市中序列图像匹配具有光照强度、平移、旋转不变性。实验结果表明,该算法匹配准确率较高,具有实用价值。     

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.