基于快速视网膜关键点算法改进的图像匹配方法

传统的仿射尺度不变特征（ASIFT）算法通过模拟仿射变化图像实现完全仿射不变性,但是由于尺度不变特征（SIFT）算法本身的低效造成ASIFT的过程非常耗时,为了实现更为高效的图像匹配,引入快速视网膜关键点（FREAK）算法到ASIFT仿射模型中,并基于Lanczos-4插值进行改进。在匹配过程中基于HAMMING距离实现暴力匹配,并结合随机样本一致性（RANSAC）算法改进对匹配点对的提纯,得到了新的AFREAK算法。该算法既能实现完全仿射不变性,又能实现低耗时和低内存占用。实验结果表明,提出的AFREAK算法处理速度上快于ASIFT近2~3倍,并且可以得到与之相似的匹配效果。     

融合GMS与VCS+GC-RANSAC的图像配准算法

针对当前图像配准算法配准时间过长、配准正确率低等问题,提出一种基于网格运动统计（GMS）、矢量系数相似度（VCS）与图割随机抽样一致性（GC-RANSAC）的图像配准算法。首先,通过ORB（Oriented FAST and Rotated BRIEF）算法对图像进行特征点提取,并对特征点进行暴力匹配。之后,通过GMS算法对图像中的粗匹配特征点进行网格划分,利用网格中正确匹配点邻域内具有较高特征支持量的原理对粗匹配对进行筛选;并引入图像匹配对在进行矢量运算时VCS不超过某一设定阈值的原理对匹配对进行部分剔除,以利于算法后期的快速收敛。最后,运用GC-RANSAC算法进行局部最优模型拟合,得到精匹配特征点集,实现高精度的图像配准和拼接。通过与ASIFT+RANSAC、GMS、AKAZE+RANSAC、GMS+GC-RANSAC等算法对比,实验结果表明,该算法在平均匹配精度上提高了30.34%,平均匹配时间缩短0.54 s。     

改进仿射尺度不变特征变换算法的图像配准

为了更好地处理匹配效率、重复纹理匹配和仿射不变性匹配等问题,对完全仿射不变特征变换（ASIFT）算法进行两方面改进。匹配框架中特征提取的改进提高了ASIFT算法的匹配效率;利用优化随机采样算法（ORSA）结合以单应矩阵为几何线性约束模型的随机抽样一致性（RANSAC）改进匹配算法,提高了匹配精度和重复纹理结构的适应能力。实验结果表明,提出的改进算法能较好地匹配高度相似纹理,计算量小,计算速度快且精度高。     

结合同态滤波与直方图均衡化的井下图像匹配算法

针对现有井下图像匹配算法特征点提取不准确、匹配效果不佳的问题,提出了一种结合同态滤波与直方图均衡化的井下图像匹配算法。通过同态滤波对图像进行锐化,以提高图像清晰度;采用限制对比度的自适应直方图均衡化(CLAHE)算法对图像进行处理,以突出图像的边缘细节信息,提高图像对比度。针对传统AKAZE算法存在误匹配的问题,在采用暴力匹配算法进行粗匹配的基础上,采用基于单应性矩阵的随机采样一致性(RANSAC)算法进行精准匹配,剔除错误匹配点对。实验结果表明:使用单参数同态滤波和CLAHE算法对图像进行增强,可拉伸图像的灰度级,减少暗像元数量,增加亮像元数量,使得灰度级分布更加平滑,有利于保留图像的细节和边界信息;采用基于单应性矩阵的RANSAC算法进行精准匹配,可检测出更多特征点,提高匹配准确率,准确率最高可达96.09%,匹配效果优于SURF算法和传统AKAZE算法。     

基于改进算法的航拍图像匹配方法

针对无人机航拍过程中因发生机体抖动或机身倾斜而造成的拍摄图像畸变会导致匹配效率低、错误率高的问题,提出一种改进的ASIFT和RANSAC算法相结合的航拍畸变图像匹配策略。对航拍畸变图像采用ASIFT进行预处理,在关键点周围建立的内、外两个八边形邻域内构建112维描述子代替传统SIFT算法的128维描述子,再采用RANSAC算法剔除误匹配点。仿真结果显示,该方法适用于无人机航拍图像的配准,具有仿射不变性,且与传统的ASIFT+RANSAC方法相比匹配速率提高了10%~20%,正确匹配率提高了5%~10%。     

一种基于特征点的遥感图像匹配算法

以遥感图像为研究对象论述了一种基于特征点的图像匹配算法在遥感图像匹配与拼接中的应用及改进。在提取图像特征点上,尺度不变特征转换SIFT算法能够对缩放、旋转、仿射的图像保持尺度不变特性。对于提取出的SIFT特征点,采用改进的随机抽样一致性RANSAC方法进行提纯,剔除多余的特征点,缩短匹配时间。实验证明,该算法有效提高了遥感图像匹配的效率和准确性。     

图像特征匹配中一种高效的鲁棒估计算法

在图像特征匹配过程中,误匹配不可避免。提出一种新的基于拓扑约束（顺序约束和仿射不变约束）的外点去除算法,用于快速地去除图像粗匹配结果中的误配点。该算法 对随机采样集进行拓扑过滤,只对满足拓扑约束的采样集进行计算。实验表明,该算法相比于传统的鲁棒估计算法RANSAC和改进的PROSAC算法,大大提高了计算效率并保持很高的 计算精度,有助于提升图像匹配性能及3维重建的精度和鲁棒性。     

基于ASIFT的低重叠度图像拼接研究

为了解决在图像重叠度过低时,采用常用的SIFT图像匹配算法,造成图像拼接困难的问题,提出了一种基于ASIFT的低重叠度图像拼接方法.ASIFT图像匹配算法相较于SIFT图像匹配算法,在低重叠度条件下,能够检测出更丰富的匹配点,且具有更高的匹配精度.根据这一特性,该方法采用ASIFT图像匹配算法进行特征点检测与匹配,然后利用其结果进行图像拼接.实验结果表明,这种方法在图像重叠度很低的情况下,也能够取得良好的拼接结果.     

电力巡线无人机航拍图像匹配算法研究

基于局部特征的图像匹配算法是电力巡线无人机航拍图像匹配算法中最为实用的一种方法。针对传统匹配算法构建尺度空间会致使图像边缘信息丢失或者效率较低等问题,提出一种基于高斯曲率尺度空间的航拍图像匹配算法。借助高斯曲率滤波器构建一阶尺度空间,利用FAST算法提取特征点并选择特征采样区域,再以对特征采样区域建立二阶尺度空间并提取二阶尺度空间层内LIOP描述符,随后二阶尺度空间两两层LIOP描述符做差值并二值化处理,累加二值化值得到ASV-LIOP描述符完成匹配。在航拍图像上,使用SIFT、ORB、KAZE、AKAZE、改进KAZE等算法与所提对比实验,实验表明,所提算法正确匹配率平均提高5%左右,匹配效率约降低50%,可应用对稳定性要求较高且实时性较低的场景。     

基于改进ORB和AKAZE的图像匹配算法

AKAZE特征检测算法具有鲁棒性好,匹配率高等特点,为解决其实时性差的问题,提出将ORB与AKAZE相结合的改进算法.利用oFAST算法检测特征点然后采用M-LDB算法计算其描述符,使用汉明距离进行图像粗匹配,最后用RANSAC算法剔除误匹配点,得出匹配结果.经反复的实验对比证明,改进后的算法与ORB算法相比匹配正确率更高.与AKAZE算法相比匹配速度更快.且改进后的算法在不同模糊程度、不同JPEG图像压缩、不同光照程度以及不同旋转角度变化下的图像匹配性能良好.     

基于同形变换的航空倾斜影像自动匹配方法

针对仿射尺度不变变换提取(ASIFT)算法计算效率低的问题,提出了一种大倾角航空倾斜影像自动匹配方法H-SIFT。该方法利用影像粗略外方位元素计算两幅待匹配影像之间的单应变换矩阵,对左影像进行二维射影变换得到其纠正影像以消除两幅影像之间的几何变形、尺度和旋转问题,再对左影像的纠正影像和右影像进行尺度不变特征变换(SIFT)。匹配时,为了适当提高正确匹配点对的数量,利用不严格的比值提纯法和左右一致性检验得到粗匹配点对,并利用随机一致性检验剔除误匹配。最后将左影像其纠正影像上的匹配点反算到左影像上。通过对国产五倾斜相机平台(SWDC-5)获取的三组典型城区航空倾斜影像数据进行实验,对于三组数据,该算法获得的正确匹配点对数量分别为ASIFT算法的2.18、1.31、1.70倍,该算法匹配耗时分别为ASIFT算法的0.93%、0.88%、0.97%。实验结果表明,与ASIFT算法相比,该算法获得的匹配点对在计算效率、数量和分布情况上都得到了显著提高。     

基于ASIFT的无缝图像拼接方法

传统图像拼接方法对尺度、视差和光照变化较大的图像配准效果不佳。为此,提出一种基于仿射-尺度不变特征转换(ASIFT)算法的无缝图像拼接方法。采用能够抵抗强仿射情况的ASIFT算法检测特征点,并对特征点进行提取与匹配。利用随机抽样一致算法反复迭代,找到精确的变换矩阵初始值,根据变换矩阵进行2幅图像之间的统一坐标变换,使用加权平滑算法完成图像的无缝拼接。实验结果表明,与基于SIFT特征的拼接方法相比,该方法的图像拼接效果较好。     

一种改进AKAZE特征和RANSAC的图像拼接算法

针对传统图像描述方法在图像对变化复杂时特征点配准精度低,且传统RANSAC算法计算稳定性差的问题,提出一种结合改进AKAZE特征与RANSAC算法的图像拼接算法。利用AKAZE算法构造非线性尺度空间提取图像特征点,采用卷积神经网络描述符生成128维特征向量描述图像特征点,通过精简特征点并在迭代中设定嵌套阈值改进RANSAC算法得到最优变换矩阵模型,结合最佳缝合线算法和多频段融合算法对变换后的图像进行拼接。实验结果表明,和传统AKAZE算法相比,该算法在图像对的视角差异和光照差异较大时,配准精度分别提高12.60和6.99个百分点,改进后的RANSAC算法计算时间较改进前缩短4.17ms,图像拼接精度更高。     

Affine invariant image watermarking scheme based on ASIFT and Delaunay tessellation

Watermarking algorithms that resist geometric combination attacks is currently a trend of research in this field. This paper proposed a geometrically invariant watermarking scheme based on the feature points of resistance to affine transformation. The scheme used Affine Scale Invariant Feature Transform (ASIFT) to detect the feature points of the carrier image and filtrated the established feature points group depending on anti-affine properties. The obtained feature points set obtained better robustness against multiple attacks. As for robustness, we utilized the feature points set to construct the Delaunay tessellation and embedded the watermark information in the histogram of each triangle. Because of the stability of Delaunay tessellation and the basic characteristics of affine transformation, the geometric robustness of the proposed scheme achieved a good effect as was verified in experiments.

     

一种透视不变的图像匹配算法

针对ASIFT (Affine scale invariant feature transform) 算法存在的仿射采样策略、采样点离散设置等问题,提出了一种基于粒子群优化的图像透视不变特征PSIFT (Perspective scale invariant feature transform)算法. 该算法通过虚拟相机的透视采样来模拟景物在多视角图像中的变形. 在此基础上,将图像匹配问题转换为透视变换的优化问题,并以粒子群算法为工具,研究了虚拟相机旋转参数搜索空间、适应值函数的合理设定. 针对三组不同类型低空遥感图像的实验结果表明,该算法比ASIFT、SIFT (Scale invariant feature transform)、Harris affine和MSER (Maximally stable extremal regions)等算法获得更多的特征匹配对,有效地提高了算法对视角变化的鲁棒性.     

基于APAP模型的大视差图像拼接算法

针对待拼接图像具有大视差时,重叠区域会出现重影和拼接效率较低等问题,提出一种基于改进ORB算法的大视差图拼接模型.首先构建尺度空间,借助FAST算法提取特征点并建立主方向,再对特征采样区域建立MLDB描述符,然后采用向量场一致性算法筛选内点,最后通过APAP模型完成配准拼接.实验表明,与ORB算法相比,改进ORB算法的鲁棒性更好,与SIFT算法和AKAZE算法相比,匹配速度更快;本算法拼接与GlobalHomography算法、传统APAP模型和AANAP模型相比,效率更高、拼接效果更好,符合视觉审美.     

适用于倾斜影像的加速KAZE-SIFT特征提取算法

针对传统正摄影像的特征提取算法处理倾斜影像匹配效果不佳的问题，在已有特征提取算法的基础上，提出了一种适用于倾斜影像的特征提取算法--加速KAZE-尺度不变特征变换（AKAZE-SIFT）算法。首先，为保证特征检测的准确性与独特性，采用充分保留图像轮廓信息的加速KAZE（AKAZE）算子进行特征检测；其次，为提升特征描述的稳定性，采用稳健的尺度不变特征变换（SIFT）算子进行特征描述；然后，依据目标特征向量和候选特征向量间的欧氏距离确定粗匹配点对；最后，采用随机抽样一致性算法进行单应性约束，提高匹配纯度。模拟影像在倾斜摄影条件下的模糊、旋转、亮度、视角和尺度变化，对特征提取算法性能进行评估，实验结果表明，AKAZE-SIFT算法相比SIFT算法和AKAZE算法召回率分别提高了12.8%和5.3%，精准率提高了6.5%和6.1%，F1值提升了13.8%和5.6%；提取效率优于SIFT算法，略逊于AKAZE。AKAZE-SIFT算法具有良好的检测和描述能力，更适用于倾斜影像特征提取。