一种改进的综合纹理和形状特征的图像检索方法

提出一种利用小波进行综合纹理和形状特征的具有旋转、平移和尺度不变性的图像检索算法.使用角向矩加权方向定义图像的主方向来进行坐标轴的旋转矫正,得到图像的旋转不变性表示;采用具有平移和尺度不变性的小波变换对图像进行小波分解,利用各子带的能量作为纹理特征;利用小波分解的逼近子图重构图像并进一步利用Hu不变矩提取其形状特征.最后对纹理和形状特征进行高斯归一化,综合其特征进行检索.实验中对算法的尺度不变性、旋转不变性、平移不变性及对噪声的不敏感性进行了验证,实验结果证明了该算法具有更高的鲁棒性和查准率.     

基于形状不变矩的图像检索算法的研究

描述了一种基于Hu形状不变矩的图像全局形状特征提取方法和算法IMS。实验结果表明,使用IMS。算法提取的形状特征向量具有对平移、旋转和尺度变化的不变性,适合于进行图像形状的检索。     

基于小波变换的局部形状匹配

为解决仿射变换下的局部形状匹配问题,提出了一种新的基于小波描述子的局部形状匹配方法。算法首先基于分割点将轮廓曲线分段,为了更精确地描述每段子曲线,定义一种新的特征点--等面积分割点,并在子曲线上提取,基于该特征点构造一种新的具有局部特征的小波描述子。新定义的等面积分割点有比一般的特征点（角点、拐点、切点）更精确描述曲线的特性,能解决轮廓曲线平滑特征点少而不能被精确描述的问题;定义的等面积分割点和提取的小波描述子都具有仿射不变性,且均为局部描述符,因而该方法适合于仿射变换且在轮廓局部遮挡和缺失的情况下仍然有效。理论分析和实验结果都证明了该算法的有效性。     

基于LBP的尺度不变特征的描述和匹配算法

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法计算复杂度高和匹配速度慢的难题,提出一种新的基于局部二进制模式(LBP)的尺度不变特征变换算法.首先采用高斯差分尺度空间检测局部极大值,利用圆形邻域统计梯度方向直方图来确定特征点的主方向,再通过坐标轴旋转避免图像旋转的计算代价;然后运用改进后的LBP算子求取特征点邻域的纹理信息,得到132比特的特征点描述子,有效地降低了描述子的计算复杂度;最后运用逻辑与运算对描述子进行特征点匹配.图像匹配实验结果表明,该算法具有尺度不变性、旋转不变性、仿射不变性和光照不变性等优良特性,在保证匹配正确率与SIFT和CS-LBP算法基本一致的情况下,运算速度优于以上2种算法,其中光照不变性明显优于SIFT算法.     

利用形状特征实现人脸身份识别

为了克服传统人脸形状描述符所具有的不稳定、缺乏平移、旋转、尺度不变性等缺点,新方法通过对人脸图像进行小波变换,获得多尺度下的不变矩,得到图像的特征描述符,采用改进的线性判别分析法获取分类特征,最终实现人脸识别。实验在PIE人脸数据库上进行,结果证明新方法具有很好的检索效果,获得的描述符具有旋转、平移、尺度不变性等优点,能够很好地描述人脸的形状和空间分布信息。     

傅立叶描述子识别物体的形状

傅立叶描述子是分析和识别物体形状的重要方法之一，利用基于曲线多边形近似的连续傅立叶变换方法计算傅立叶描述子，并通过形状的主方向消除边界起始点相位影响的方法，定义了新的具有旋转，平移和尺度不变性的归一化傅立叶描述子，与使用离散傅立叶变换和模归一化的传统傅立叶描述了相比，新的归一化傅立叶描述于同时保留了模与相位特性，因此能够更好地识别物体的形状，实验表明这种新的归一化傅立叶描述子比传统的傅立叶描述子能够更加高效，准确地识别物体的形状。     

基于Zernike矩的模糊与仿射混合不变量研究

Zernike矩作为形状描述子,其信息冗余度低且对噪声不敏感,在图像特征提取和模式识别中得到了广泛应用。为提高Zernike矩对含有模糊和仿射图像的形状描述能力,提出一种基于Zernike矩的形状描述子,该描述子使用规范化方法构造Zernike矩的仿射不变量,结合Zernike矩的模糊不变量得到Zernike矩的模糊和仿射混合不变量。将该矩混合不变量作为形状描述子描述图像的形状特征,并与几何矩模糊和仿射混合不变量进行对比实验,结果表明,Zernike矩的模糊和仿射混合不变量在混合形变下形状描述能力较强,具有不变性,并且对噪声的鲁棒性较好。     

镜像等距不变量的构造及其应用

提出一种镜像等距不变量的构造方法.在可定向曲面上找到2条相交的测地线,并在交点处计算2个切向量以及它们的叉积,记录叉积的方向;再利用方向和曲面的定向情况判断叉积的符号,利用带符号的叉积的模构造积分核,以此扩展等距不变量的构造框架,得到了一组新的不变量.这种不变量既有等距不变性,又能根据符号反映两者是否有镜像关系.通过在人手模型上进行了大量实验的结果表明,该方法对镜像等距的物体具有良好的识别和区分效果.     

基于角半径变换的五金器件识别系统的研究

鉴于目前工业上对五金器件实时识别的需求,开展基于角半径变换的五金器件形状识别系统的研究。该系统包括四部分:图像预处理、形状特征的提取、特征数据库的建立和特征相似度计算。其中,形状特征的提取采用了基于区域的角半径变换方法。实验结果表明,该方法具有旋转不变性、平移不变性、尺度不变性,对形状的变形、噪声等干扰具有鲁棒性,明显优于Hu不变矩和极坐标傅里叶描述子,且系统检索速度快,识别率高,从而实现了对大量五金器件的快速图像识别。     

改进形状上下文特征代价矩阵的快速计算

形状上下文特征的最大缺憾在于不具备旋转不变性。为了解决这个问题可以采用二维或一维傅里叶变换来解决,然而这样改进会增加特征提取和匹配的运算时间。鉴于傅里叶变换的对称性,对于改进后的形状上下文特征在特征匹配步骤,提出代价矩阵的快速算法,能够减少运算时间。形状点集匹配的实验结果验证了这种新算法的有效性。     

基于分层策略的三维非刚性模型配准算法

在三维非刚性模型分析中,通常需要对不同姿态下的模型进行配准。针对传统配准算法存在复杂度高、计算量大、精确度低等问题,提出一种新的基于分层策略的三维非刚性模型配准算法。首先,定义热核签名函数为模型的标量域,使用同源聚类算法提取模型的特征点和特征区域,进而提出三维几何模型的树形表示方法:它的根节点为三维几何模型,内部节点为模型的特征区域,叶节点为包含在相应区域的特征点。然后,根据三维几何模型的树形表示提出模型的分层配准算法。在SHREC 2010模型配准数据集上对比分析了分层配准算法、推广的多维尺度变换算法（GMDS）和博弈论方法在等距变换、孔洞、小孔洞、尺度变换、局部尺度变换、重采样、噪声、散粒噪声以及拓扑变换等情况下的性能。实验结果表明,在以上三维几何模型数据受干扰的情况下,分层配准算法的准确性明显优于GMDS方法和博弈论方法,同时具有较低的计算复杂度。     

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NAPA的型线变换研究

NAPA作为一款开发成熟的船舶设计软件,在初步设计和详细设计方面有着相当强大的功能。型线变换又是船舶设计过程中一个必不可少的环节,对船舶性能起着举足轻重的影响。该文对NAPA的型线变换模块进行了分析,针对作者对NAPA的理解,结合例子给出了直观的介绍。     

Extending C for Checking Shape Safety

The project Safe Pointers by Graph Transformation at the University of York has developed a method for specifying the shape of pointer-data structures by graph reduction, and a static checking algorithm for proving the shape safety of graph transformation rules modelling operations on pointer structures. In this paper, we outline how to apply this approach to the C programming language. We extend ANSI C with so-called transformers which model graph transformation rules, and with shape specifications for pointer structures. For the resulting language C-GRS, we present both a translation to C and and an abstraction to graph transformation. Our main result is that the abstraction of transformers to graph transformation rules is correct in that the C code implementing transformers is compatible with the semantics of graph transformation.     

用射影变换生成形状不变的曲线和曲面

本文利用射影变换,由已知函数类型的三维空间曲线产生新曲线,它满足给定的插值条件,且在一定的条件下保持原曲线关于尖点、重点、泛拐点和曲率为零的点的性质.还讨论了曲面在一定的射影变换下具有形状(即椭圆点、双曲点和抛物点)的不变性.     

基于主动形状模型的人脸特征建模

论文基于主动形状模型,提出了一种新的人脸特征建模方法,并详细介绍了唇部形状的建模过程。该方法从人脸数据库中提取一定的训练集,对唇部形状进行标注、校准和统计分析,可以得到唇部的变形模式,每种变形模式对应形状协方差矩阵的一个特征值,而最大的N(N<10)个特征值对应的主要变形模式可以还原出98%的形状变化。实验证明,该方法以非常小的信息损失为代价,仅用少量的参数就可以描述绝大部分的视觉特征。     

A subspace approach for matching 2D shapes under affine distortions

This paper presents a subspace approach to matching a pair of 2D shapes, and estimating the affine transformation that aligns the two 2D shapes. In the proposed method, by considering each shape as a 2D signal, one shape is projected onto the subspace spanned by the other, and the affine transformation is estimated by minimizing the projection error in the subspace. The proposed method is fast, easy to implement, and with a clear physical interpretation. Furthermore, it is robust to noise due to the merit of the subspace method. The proposed approach has been tested for registration accuracy, computation time, and robustness to noise. Its performance on synthetic and real images is compared with the state-of-the-art reference algorithms. The experimental results show that our approach compares favorably to the reference methods, in terms of registration accuracy, computation speed, and robustness.     

Metamorphosis技术综述

虚拟现实、工业模拟、科学计算可视化、动画生成等领域的快速发展对物体渐变（metamorphosis)技术提出了迫切的要求。对近年来所提出的一些效果不错的算法进行了分析，总结出物体渐变的基本原理，对二维物质渐变技术进行了介绍，并从边界特征方法、整体方法和形态学方法3方面着重对三维物体渐变技术做了较全面的综述，通过对比不同方法优劣，探讨了物体渐变技术发展中所需要改进的关键问题，并展望了未来的研究方向。