利用特征点序列截断的图像匹配判决算法

当图像中特征点缺失比较严重时,利用特征点S维分配算法和K均值聚类算法的图像匹配性能较差。此外,随着待匹配图像数量的增加,上述两类算法的计算量急剧上升。针对上述问题,提出一种新的图像匹配判决算法——利用特征点序列截断的匹配判决。该算法利用了匹配特征点之间的匹配度量大于非匹配特征点之间的匹配度量,以及同一匹配簇中来源于同一图像的特征点不超过一个的先验知识,一方面对特征点缺失具有较强的鲁棒性,另一方面克服了上述两类算法中的组合爆炸问题。仿真实验证实了所提算法的有效性。     

基于极线约束的ORB特征匹配算法

图像匹配是机器视觉领域的基础核心课题,针对当前ORB (Oriented FAST and Rotated BRIEF)图像特征匹配算法虽然执行速度快,但是匹配质量不高的问题,提出一种通过极线约束来改进ORB匹配的算法。通过合理设计Hamming阈值大小来提高初始匹配点数量,采用RANSAC和8点改进法计算基本矩阵,应用极线约束剔除误匹配保留大量优质匹配点。仿真实验结果证明,算法改进后的优质匹配点数量可达原始算法的2-3倍,同时极大地提高了匹配点的质量,证明了算法的有效性。     

改进的SURF算法在书法笔画匹配识别中的应用

书法笔画具有丰富的书写人特征,能否正确进行特征向量提取和匹配直接影响识别效果。针对SURF算法检测特征点少、误匹配率高的问题,提出了一种基于Contourlet变换的SURF算法。该算法利用Contourlet变换,在提取特征点前对书法字笔画进行子带分解(LP)和方向性滤波(DFB),得到低频和高频细节分量,采用最小欧氏距离准则(LEDC)对低频细节分量进行相似性计算,高频细节分量进一步分解后选取合适阈值提取高频特征点,然后进行SURF特征点匹配,采用RANSAC算法剔除误匹配点。实验表明,改进的SURF算法不仅能更好地提取笔画特征点,提高抗噪性能,识别率也提高了3%。     

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SIFT和改进的RANSAC图像配准算法

为解决RANSAC算法迭代次数过多导致图像配准精确率不高的问题,提出了一种改进的RANSAC图像配准算法。首先将参考图像和待配准图像进行NSCT变换分解成低频子带和高频子带。然后对高频子带运用矢量夹角算法和结构相似性（SSIM）来提取图像边缘特征点,对低频子带运用SIFT算法并设定合适的距离阈值来提取特征点。最后利用改进的RANSAC算法提高特征点匹配精度,选择出精匹配点对,实现图像配准。实验结果表明,该算法能有效地找到较多的匹配点对,准确地去除误匹配点对,明显地提高了配准精确度。     

基于Sampson误差计算单应的立体匹配

立体匹配是立体视觉重要的研究内容,文章在摄像机无标定的前提下采用Sampson误差估计立体图像对的平面单应,由单应计算基础矩阵,进行图像特征点匹配。先用Forstner算子提取角点,按照灰度差相似性准则进行初始匹配,然后在Sampson误差模型下求解代价函数的最优解,解决单应矩阵元素方程组超定问题。在平面单应及对极几何约束下进行图像特征点匹配,可获得射影意义下的象点重构。实验结果表明该方法能准确快速地匹配特征点。     

基于三角网下的仿射不变几何约束的图像匹配算法研究

针对当前图像匹配方法在进行图像匹配时,主要通过度量特征向量之间的距离来完成图像匹配,导致算法鲁棒性差、误配率较高及效率较低等不足,本文提出了基于三角网下的仿射不变几何约束的图像匹配算法。首先,在尺度空间上通过Hessian矩阵对特征点进行检测,利用子块的三角特征与对角特征对SUR机制进行改进,用以生成新的特征描述子,并通过定义阀值评估策略,对图像特征点匹配,从而生成了初始匹配点;然后,引入 三角网,对初始匹配点进行聚类,以获取匹配三角形,将三角形以外的无效特征点剔除。最后,引入仿射不变几何约束,对匹配三角形进行细化,通过细化的匹配三角形获取最终的匹配特征点,有效剔除误配点,进一步提高配准精度。仿真结果表明,与当前图像匹配算法相比,本文算法具有更好的鲁棒性,且其具有更佳的匹配精度与效率,有效剔除了误配点。     

Good match exploration using triangle constraint

This paper presents a novel method for addressing the problem of finding more good feature pairs between images, which is one of the most fundamental tasks in computer vision and pattern recognition. We first select matched features by Bi-matching as seed points, then organize these seed points by adopting the Delaunay triangulation algorithm. Finally, triangle constraint is used to explore good matches. The experimental evaluation shows that our method is robust to most geometric and photometric transformations including rotation, scale change, blur, viewpoint change, JPEG compression and illumination change, and significantly improves both the number of correct matches and the matching score. And the application on estimating the fundamental matrix for a pair of images is also shown. Both the experiments and the application demonstrate the robust performance of our method.     

基于SURF特征的航空序列图像位置估计算法

视觉传感器在航空无人机导航和定位任务中应用越来越广泛。针对无人机位置参数估计问题,提出了一种基于SURF特征的图像配准算法,该算法能够适应航空序列图像的旋转、尺度变换及噪声干扰,实现无人机位置的精确估计。构建了SURF尺度空间,运用快速Hessian矩阵定位极值点,计算出航空图像的64维SURF特征描述子;基于Hessian矩阵迹完成特征点匹配;使用RANSAC算法剔除出格点,实现位置参数的精确估计。通过航空图像序列实测数据位置估计实验,验证了该算法的有效性。     

鲁棒且快速的特征点匹配算法

针对大部分基于特征的立体匹配速度过慢的问题,提出一种在频域下提取特征点坐标、空间域下提取特征描 述子的算法。首先,研究了图像的有效编码理论;其次,确定图像的显著性特征点坐标及其尺度;最后,构造适应特征 点尺度的模板提取图像的特征,用最近部法则进行特征点的匹配。实验结果表明,该算法效率高、计算快,同时也具有 较强的尺度及仿射变换鲁棒性,在速度与性能上达到了一个很好的平衡点。     

Articulated motion reconstruction from feature points

A fundamental task of reconstructing non-rigid articulated motion from sequences of unstructured feature points is to solve the problem of feature correspondence and motion estimation. This problem is challenging in high-dimensional configuration spaces. In this paper, we propose a general model-based dynamic point matching algorithm to reconstruct freeform non-rigid articulated movements from data presented solely by sparse feature points. The algorithm integrates key-frame-based self-initialising hierarchial segmental matching with inter-frame tracking to achieve computation effectiveness and robustness in the presence of data noise. A dynamic scheme of motion verification, dynamic key-frame-shift identification and backward parent-segment correction, incorporating temporal coherency embedded in inter-frames, is employed to enhance the segment-based spatial matching. Such a spatial–temporal approach ultimately reduces the ambiguity of identification inherent in a single frame. Performance evaluation is provided by a series of empirical analyses using synthetic data. Testing on motion capture data for a common articulated motion, namely human motion, gave feature-point identification and matching without the need for manual intervention, in buffered real-time. These results demonstrate the proposed algorithm to be a candidate for feature-based real-time reconstruction tasks involving self-resuming tracking for articulated motion.     

点线特征融合的误匹配剔除算法

特征匹配作为计算机视觉的一项关键技术而备受关注。近年来,基于描述子的特征点匹配技术取得了一系列突破性进展,但曲线长度不一、端点定位不准确以及周围包含的重复性纹理较多等因素,导致了曲线匹配研究依旧是一个极具挑战性的热点研究课题,且现有曲线匹配方法大多出现匹配总数少、匹配正确率低的问题。为增加特征匹配的总数和正确率,利用特征点和特征曲线的位置关系提出一种点线特征融合的误匹配剔除算法(Point Line feature Fusion,PLF)。首先定义点到曲线的距离,利用点、曲线描述子提取图像的点、线特征;其次确定落入匹配曲线对应支撑区域内的匹配点对,并根据匹配点组和曲线间的距离约束剔除错误曲线匹配;最后利用点线距离约束剔除匹配曲线支撑区域内的错误点匹配。实验选取了3种不同的点线组合,即SIFT技术提取的点特征分别与IOCD曲线描述子、IOMSD曲线描述子、GOCD曲线描述子提取的曲线特征相融合, 验证算法 对多种点、线描述子具有适用性,且该算法不仅适用于特征点与特征曲线的融合,亦适用于特征点与特征直线的融合,从而验证了其对多种图像特征具有适用性。实验结果表明,在旋转、视角变化、光照变化、压缩、噪音、模糊等变换条件下,该算法均能有效提高曲线特征匹配的匹配总数和匹配正确率,同时提高点匹配的正确率。     

基于改进SURF的图像匹配算法

针对传统SURF的图像匹配算法存在计算数据复杂、耗时长、匹配正确率不佳等问题, 提出一种基于改进SURF的图像匹配算法. 首先, 用传统SURF算法来提取待匹配图像的特征点, 再通过圆形区域代替矩形区域将SURF的64维度描述符降到20维度; 采用KNN, 来双向匹配待匹配图像的特征点, 得到双向的初始特征点匹配对集; 最后, 通过RANSAC算法对初始匹配对集进行双向剔除错误的匹配对. 实验的结果表明, 本文算法减少了特征点检测时间, 提高了匹配正确率, 还有较好的鲁棒性.     

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.     

改进的基于深度卷积网的图像匹配算法

鉴于图像匹配中单一特征难以获得理想效果的问题,提出一种改进的基于深度卷积网的图像匹配算法.首先对卷积层作展开,利用BLAS (Basic Linear Algebra Subprograms)高效地计算矩阵乘法,从而提高了算法运行速度;然后通过基于POEM (Pattern of Oriented Edge Magnitudes)特征的匹配点筛选方法,去除部分误匹配点,增强了基础矩阵的鲁棒性.实际图像的实验验证了改进算法的准确性和实时性,对于重复纹理及旋转图像的匹配效果显著.     

光流引导下机器人抓取目标物角点动态匹配

针对目标物位姿在线估计中的特征点动态匹配问题,以木块作为实验对象,提出了一种光流引导的目标物角点动态匹配方法。使用Yolov2-tiny进行目标物识别,完成目标物定位与分类。在提取区域内完成Shi-Tomasi角点检测,采用LK（Lucas-Kanade）光流对角点跟踪的方法实现角点在相邻两帧图像中的初始匹配,针对光流跟踪中特征点的偏移问题,对跟踪点为中心的11×11邻域进行角点再提纯。实验证明该算法能在视频序列中对目标物角点实时动态地匹配,且角点匹配结果比SIFT和Harris-SIFT方法准确度更高,实时性更好。     

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.     

三维图匹配算法

目的 现有的图匹配算法大多应用于二维图像,对三维图像的特征点匹配存在匹配准确率低和计算速度慢等问题。为解决这些问题,本文将分解图匹配算法扩展应用在了三维图像上。方法 首先将需要匹配的两个三维图像的特征点作为图的节点集;再通过Delaunay三角剖分算法,将三维特征点相连,则相连得到的边就作为图的边集,从而建立有向图;然后,根据三维图像的特征点构建相应的三维有向图及其邻接矩阵;再根据有向图中的节点特征和边特征分别构建节点特征相似矩阵和边特征相似矩阵;最后根据这两个特征矩阵将节点匹配问题转化为求极值问题并求解。结果 实验表明,在手工选取特征点的情况下,本文算法对相同三维图像的特征点匹配有97.56%的平均准确率;对不同三维图像特征点匹配有76.39%的平均准确率;在三维图像有旋转的情况下,有90%以上的平均准确率;在特征点部分缺失的情况下,平均匹配准确率也能达到80%。在通过三维尺度不变特征变换（SIFT）算法得到特征点的情况下,本文算法对9个三维模型的特征点的平均匹配准确率为98.78%。结论 本文提出的基于图论的三维图像特征点匹配算法,经实验结果验证,可以取得较好的匹配效果。     

Dense disparity estimation with a divide-and-conquer disparityspace image technique

A new divide-and-conquer technique for disparity estimation is proposed in this paper. This technique performs feature matching following the high confidence first principle, starting with the strongest feature point in the stereo pair of scanlines. Once the first matching pair is established, the ordering constraint in disparity estimation allows the original intra-scanline matching problem to be divided into two smaller subproblems. Each subproblem can then be solved recursively until there is no reliable feature point within the subintervals. This technique is very efficient for dense disparity map estimation for stereo images with rich features. For general scenes, this technique can be paired up with the disparity-space image (DSI) technique to compute dense disparity maps with integrated occlusion detection. In this approach, the divide-and-conquer part of the algorithm handles the matching of stronger features and the DSI-based technique handles the matching of pixels in between feature points and the detection of occlusions. An extension to the standard disparity-space technique is also presented to compliment the divide-and-conquer algorithm. Experiments demonstrate the effectiveness of the proposed divide-and-conquer DSI algorithm     

基于标准化欧式距离的双向特征匹配算法研究

基于特征的匹配算法是图像配准的重要内容,针对传统SIFT匹配法存在的重复匹配、多对一匹配、正确率不高等问题,本文提出了基于标准化欧式距离的双向特征匹配算法。该算法首先通过SIFT算法对特征点进行提取,然后用标准化欧氏距离对特征描述符进行度量,接着采用双向特征匹配算法对特征点进行匹配,最后以RANSAC算法对匹配对进行提纯。实验结果表明,使用标准化欧氏距离进行双向匹配,具有更高的准确率。