对称不变形状上下文特征提取与匹配

形状上下文是一种广泛应用的图像形状特征提取与匹配算法,针对其特征不具有对 称不变性,无法对互相对称的相似图像建立匹配的问题,提出了一种具有对称不变性的改进形状 上下文特征提取与匹配算法。在形状边缘采样点上计算形状上下文中的角度关系描述时,令该点 的梯度方向为极坐标系的0°,并比较特征0 到π 与π 到2π 两个角度区间内其他边缘点的数量大 小,根据比较结果,调整极坐标系中角度增加的方向,从而使特征具备对称不变性。在迭代变形 与计算形状上下文时,仅在第一次迭代中使用改进的形状上下文特征,从而使匹配更加稳定。仿 真实验证明,该算法能够有效地在互相对称的相似图像间建立匹配,提高检索精度。     

基于H-EMD 的形状上下文特征形状匹配方法

为了快速有效利用推土机距离(EMD)模型计算直方图间的交叉相似度,提出一种基于直方图的EMD(H-EMD)模型.将原始模型对应的线性规划问题中变量数目进行约减,降低了直方图相似度计算的复杂度.利用H-EMD模型计算形状上下文特征间的相似度,进而对基于形状上下文形状匹配方法进行改进.通过对不同的数据仿真结果进行比较,H-EMD模型在匹配时间上更具优势,同时,改进的形状匹配方法能有效实现形状识别和检索.     

基于距离比上下文的形状描述与识别方法

基于形状轮廓上的采样点到形状质心的距离,提出了一种距离比上下文形状描述符,用于形状识别和检索。该描述符计算简单,能有效区分不同形状,本质上具有平移、缩放不变性,且在一定程度上能杭部分遮挡和形变。用动态规划算法度量形状比上下文之间的距离,解决了对起始轮廓点的选择问题。在kimia' s-99形状图像数据库中的实验结果表明,该方法在单目标封闭轮廓的形状图像检索中取得了良好的效果。     

一种基于改进地貌形状上下文的形状匹配方法

在基于地貌形状上下文的形状匹配方法中,计算地貌空间测地距离消耗时间较高,对应形状特征提取过程的效率较低.针对这一问题,本文提出了一种基于地貌模糊形状上下文的快速形状匹配方法.在形状特征提取过程中,通过引入最短路径算法对轮廓采样点间的测地距离进行快速计算.在此基础上结合对数极坐标模糊直方图构造地貌模糊形状上下文,其能够更好地描述轮廓点分布情况进而有效提升形状描述符的表达能力.考虑到轮廓点集顺序已知,进一步引入动态规划分析不同地貌空间下形状片段间的对应关系,以获取准确的形状匹配结果.通过对不同的数据集进行实验仿真分析,验证了本文方法能够有效地提升运算效率并取得较好形状检索精度.     

基于自适应混合多项式变换的图像配准

图像配准是红外与可见光图像融合的关键问题。在实际应用中,场景景深的多变性与红外、可见光相机之间的差异性都会增加多模图像配准的难度。为应对上述困难,提出了一种用于图像配准的自适应混合多项式变换（Adaptive Polynomial Mixture Transformation,APMT）,该模型可以准确地描述待配准红外与可见光图像之间形变的全局非线性规律。针对形状上下文特征的缺陷进行改进,设计了高斯加权形状上下文（Gaussian Weighted Shape Context,GWSC）特征,用于从多模图像中提取匹配点集。利用分段优化策略从匹配点集中估计出最优的APMT模型参数,实现全局图像配准。定性与定量实验表明：与同类方法相比,提出的方法（GWSC-APMT）在配准精度与效率方面都有良好的表现。     

基于改进典型形状上下文特征的形状识别方法

针对形状上下文特征难以解决大规模样本的形状识别问题,提出一种利用角点典型形状上下文特征进行快速形状识别的方法.该方法仅以少数角点作为代表点生成直方图,对目标形状关键特征进行描述,通过减少匹配的特征数目降低了采样点匹配时间;在此基础上提出了局部约束匹配的方法,能够快速实现形状匹配并解决特征旋转不变性的问题,最终通过结合快速剪枝和精确匹配完成形状的识别.对形状数据进行仿真实验的结果证明,文中方法能够快速、有效地实现大规模数据的形状识别和检索.     

一种基于曲率尺度空间的图像拼接算法

提出了一种基于曲率尺度空间的图像拼接算法。该算法利用曲率尺度空间（CSS）角点检测法提取特征点,通过比较各特征点圆形邻域Zernike矩的欧式距离得到匹配点对,然后利用正确的映射模型计算出变换参数,最后采用加权平均法得到图像的拼接结果。实验表明,该算法在图像间存在旋转、平移及噪声干扰的情况下,仍能得到很好的拼接结果。     

基于模糊形状上下文特征的形状识别算法

利用形状上下文特征进行形状匹配的过程中,各采样点被直接二值划分至不同的直方图栅格,致使特征表达不精确,进而导致匹配结果存在偏差.本文在对数极坐标系中引入模糊隶属度函数,利用采样点分布的模糊划分结果建立直方图,生成模糊形状上下文特征,从而更精确地描述形状信息.在极坐标系下对采样点集合进行分割,提出分割匹配的方法,减少不必要的特征匹配次数.在此基础上,利用循环移位匹配方法解决形状在不同角度姿态下利用形状上下文特征匹配的问题.通过对不同数据进行仿真分析,证明本文所提出的方法能有效实现形状识别和检索.     

基于Hausdorff距离的图像配准快速算法

在图像配准过程中,传统Hausdorff距离算法的计算量较大。针对该问题,提出一种基于Hausdorff距离的图像配准快速算法。将参考图像和待配准图像进行边缘检测,在待配准图像上任意选取一个模板,通过设定一个变化的阈值对Hausdorff距离算法进行改进,以减少不必要点的计算,实现快速匹配,并根据匹配数据,对图像进行尺度变换及旋转操作,使2幅图像能在空间上配准。实验结果表明,与传统的配准算法相比,该算法的计算复杂度较低。     

基于SC特征的叶片图像识别研究

提出一种基于改进SC形状上下文描述子的叶片图像特征提取方法。利用颜色聚类分割图像,使用Ostu算子实现二值化处理,提取图像边缘轮廓,结合形状上下文(SC)描述子提取图像轮廓特征,计算匹配代价矩阵,利用匈牙利算法获得最小匹配代价。结果表明该算法具有较高的识别准确度。     

基于多片前方交会的工业摄影测量自动匹配

针对数字工业摄影测量中的人工标志点的快速自动匹配问题,根据从物方空间角度描述核线的原理,提出了一种基于空间前方交会的匹配算法。该算法首先通过计算投影线间的最短距离来确定一组初始匹配像点;然后通过双片空间前方交会来确定一组潜在的物方点,并将其按距离分组;最后,将每一个潜在的物方点的坐标残差过大及属于同一张像片的像点剔除,同时通过判断与各物方点对应的像点数来确定同名像点。两组实验均证明,该算法不仅计算速度快,而且具有高匹配率和低误匹配率,能为数字工业摄影测量自检校光束法平差提供高精度的初值。     

基于形状上下文和方向梯度直方图特征的异源图像配准

针对单模态图像包含的信息存在局限性的问题,提出了一种基于形状上下文和HOG（histogram of oriented gradient）特征的红外和可见光图像配准方法.在混合高斯模型前景检测的基础上,通过提出的形状上下文和HOG特征结合的方法实现轮廓特征匹配,再利用TPS（thin plate spline）转换模型将匹配延伸到整个形状,并使用正则化和缩放特性迭代重组对应关系及估计转换降低估计误差.最后,采用RANSAC（random sample consensus）算法去除错误匹配点.与已有的形状上下文方法相比,此方法结合了边缘和轮廓特征信息,降低了误差,鲁棒性更好.     

基于轮廓的形状射线描述模型

提出一种新的基于轮廓的形状描述和匹配方法。提取物体的轮廓并在轮廓上进行等间隔采样,利用参考点到采样点的距离、采样点处的轮廓方向及采样点间的空间关系来直观地表达目标的形状特征;通过在不同尺度、方向和位置进行最大表决来获得形状匹配的尺度、旋转和平移不变性;提出了结合局部和整体特征的相似度评分机制来实现目标的匹配和检测。实验表明,形状的射线描述模型不仅能对具有清晰轮廓的目标进行有效的检索和匹配,也可在复杂的图像背景中检测目标。     

基于加权相邻关系的形状轮廓点匹配

轮廓点匹配是形状匹配的一种典型方法。在各种形变情况下,形状轮廓点的相邻关系往往比其他全局关系更稳定。本文在保持局部邻居结构的点匹配算法基础上,引入了邻居的权的概念。首先基于点到邻居的距离为每个点的邻居关系赋权,然后结合形状上下文距离把点匹配问题转化为有向属性关系图匹配问题,用松弛迭代法求解。引入邻居关系系的权,使匹配不仅保持邻居集的一致性,同时还保持邻居之间的距离相对关系。实验证明,本文方法能够提高匹配效果,加快匹配算法收敛速度。     

一种基于轮廓特征点的图像检索方法

传统基于形状的图像检索方法检索效率较低,针对该问题,提出一种基于对象轮廓特征点的图像检索方法。利用Mean Shift算法提取感兴趣对象,以对象曲率的局部极值点作为特征点,并将对象表示为这些特征点的特征向量,定义检索对象与被检索对象特征向量间的距离匹配机制,实现对象的匹配或识别。实验结果表明,与传统方法相比,该方法具有较高的查全率和查准率。     

自由曲面视觉测量标志点三维匹配方法研究

提出一种适用于自由曲面视觉测量的标志点三维匹配方法.该方法首先通过编码标志点确定局部测量区域在物体上的初始位置,获得可能匹配点集;然后根据非编码标志点与编码标志点之间的距离、角度、方向等特征,获得全局坐标系与局部坐标系之间的初始转换关系;最后根据此初始转换关系求解最终匹配点集,完成标志点的三维匹配.该方法适用于基于标志...     

基于改进SIFT匹配方法的货架乳制品识别

利用尺度不变特征变换(SIFT)算法识别盒装乳制品时易产生误匹配,从而影响识别的准确率。为了消除误匹配点的影响并精确识别商品的种类和数量,提出了一种改进的SIFT误匹配点剔除方法。根据盒装乳制品图像形变较小、多数为刚性变换的特点,首先利用粗匹配对的主方向角度差进行筛选,再计算出模板图和测试图各自特征点两两之间的距离比,标记距离比出现异常的匹配点,最后通过投票剔除误匹配点。在自建商品图像数据库上将所提方法与改进的随机抽样一致性算法、基于图的消除误匹配点方法进行对比测试,结果表明,所提方法在匹配准确率和误剔除率方面有明显改善。     

Robust point matching for nonrigid shapes by preserving local neighborhood structures

In previous work on point matching, a set of points is often treated as an instance of a joint distribution to exploit global relationships in the point set. For nonrigid shapes, however, the local relationship among neighboring points is stronger and more stable than the global one. In this paper, we introduce the notion of a neighborhood structure for the general point matching problem. We formulate point matching as an optimization problem to preserve local neighborhood structures during matching. Our approach has a simple graph matching interpretation, where each point is a node in the graph, and two nodes are connected by an edge if they are neighbors. The optimal match between two graphs is the one that maximizes the number of matched edges. Existing techniques are leveraged to search for an optimal solution with the shape context distance used to initialize the graph matching, followed by relaxation labeling updates for refinement. Extensive experiments show the robustness of our approach under deformation, noise in point locations, outliers, occlusion, and rotation. It outperforms the shape context and TPS-RPM algorithms on most scenarios.