基于离散余弦变换的图像局部特征描述子

针对尺度不变特征变换(SIFT)描述子受光照变化影响较大的缺点,提出一种基于离散余弦变换(DCT)的图像局部不变特征描述子。在DCT变换的基础上,忽略高频系数,使用少数中低频系数组成特征矩阵,以降低描述子的维数。利用DCT频率系数正负性对光照变化不敏感的特点,在计算描述子间距离时设置惩罚因子,以提高描述子的可区分性。测试结果表明,与SIFT描述子相比,该描述子具有较好的显著性,且查全率和查准率较高。     

基于平稳小波变换和亮度序的局部特征描述子

局部区域的非线性亮度变化通常会造成局部特征描述子的不稳定。针对该问题,在平稳小波变换和亮度序的基础上,提出一种局部特征描述子。利用Hessian-Affine算子检测仿射协变区域,对检测区域进行平稳小波变换分解,将不同尺度的多个低频子带作为支持区域,多支持区域的使用可以有效地降低图像扭曲带来的不利影响。采用亮度序对支持区域进行区域划分,确保所构造描述子对单调亮度变化具有不变性,并在局部旋转不变坐标系下计算局部特征描述子。实验结果表明,该描述子在视角、线性亮度和JPEG压缩等变化下具有较好的鲁棒性。     

RBFD:一种鲁棒的图像局部二值特征描述子

针对传统浮点型特征描述子占用空间大、匹配速度慢的问题,提出一种基于梯度统计信息比较的局部二值特征描述子.通过对比特征点邻域梯度统计信息生成二值特征描述子,再利用多邻域和多分块策略提高描述子判别力,最后通过近似简化的Ada Boost算法实现描述子降维.实验结果表明,与已有描述子相比,文中提出的描述子在实现快速生成的同时其鲁棒性更强.     

基于特征描述子的视频对象分级分割和跟踪算法

不同的视频应用对视频对象的分割和跟踪的速度和精确度具有不同的要求。提出了一种视频对象的分级分割和跟踪框架,基于视频对象特征描述子算法可以实时地分割和跟踪视频对象,基于区域特征描述子算法对分割的视频对象进一步细化,提高空域准确性。该框架可以满足各种视频应用。     

一种基于稳定区域的图像特征描述子

当不同成像条件下图像局部内容的特征存在明显差异时,会导致特征描述子难以正确匹配。为此,提出一种基于稳定区域的图像特征描述子。利用最大稳定极值区域检测算法提取图像的稳定区域,结合图像特征点的位置和尺度信息,根据稳定区域计算特征主方向,在适应于特征点所属稳定区域尺度的较大邻域内,生成基于对数-极坐标系的特征描述子。应用结果表明,该描述子在图像局部内容变化较大时仍具有旋转不变性和稳定的匹配性能,能有效解决印刷电路板CT图像的配准问题。     

LoVPE 3维局部特征描述子

目的 局部特征描述子在3维目标识别等任务中能够有效地克服噪声、不同点云分辨率、局部遮挡、点云散乱分布等因素的干扰,但是已有3维描述子难以在性能和效率之间取得平衡,为此提出LoVPE（局部多视点投影视图相关编码）特征描述子用于复杂场景中的3维目标识别。方法 首先构建局部参考坐标系,将世界坐标系下的局部表面变换至关键点局部参考坐标系下的局部表面;然后绕局部参考坐标系各坐标轴旋转K个角度获得多视点局部表面,将局部表面内的点投影至局部参考系各坐标平面内,投影平面分成N×N块,统计每块内投影点的散布信息生成特征描述向量;最后将各视点特征描述向量进行两两视图对相关编码得到低维度特征描述向量,采用ZCA（零项分量分析）白化降低特征描述向量各维间相关性得到LoVPE描述子。结果 在公用数据集上进行不同描述子对噪声、不同分辨率、遮挡及杂波等干扰鲁棒性的特征匹配实验,实验结果表明,提出的描述子特征匹配率与现有最佳描述子处于同等水平,但保持了较低的特征维度和较高的计算效率,维度降低约1半、特征构建及特征匹配时间缩短为现有最佳描述子的1/4。结论 提出一种新的3维局部特征描述子,具有强描述能力,对噪声、不同网格分辨率、遮挡及杂波等具有强鲁棒性,存储消耗较少且计算效率较高,该方法适用于模型点云及真实点云数据,可用于复杂场景中的3维目标识别。     

一种颜色仿射变换下的局部特征描述子

提出一种颜色仿射变换下局部特征的描述子,它分别处理特征点邻域内每个像素的RGB 3个颜色通道,并利用仿射不变量计算每个颜色通道的仿射梯度;为控制特征点处描述子的维数,根据邻域内像素到特征点的距离和相对特征点主方向的角度对特征点邻域内的仿射梯度进行累加,构成局部特征点的特征描述子.所提出的特征描述子增强了特征点对光度变化和仿射变换的不变性,提高了图像局部特征匹配的准确度;并通过一组典型图像的特征点匹配实验验证了其有效性.     

局部二进制模式方法综述

目的 局部二进制模式(LBP)是一种理论简单、计算高效的非参数局部纹理特征描述子。由于其具有较高的特征鉴别力和较低的计算复杂度,因此近期获得了越来越多的关注,在图像分析、计算机视觉和模式识别领域得到了广泛的应用,尤其是在纹理分类和人脸识别两个经典的模式识别问题中,LBP方法得到充分的研究和发展。鉴于LBP的理论意义和实用价值,为了使国内外同行对LBP方法有一个较为全面的了解,对其进行系统总结。方法 在广泛文献调研的基础上,主要以纹理分类和人脸识别为应用背景,系统综述了LBP及现有各种LBP各种改进方法,从每种方法的研究动机、解决思路和方法特点及性能等方面进行总结。结果 首先,回顾了LBP方法的发展历程,综述了LBP及其众多改进方法的基本原理,系统梳理和评述了各种LBP方法的优势与不足,并在统一框架下对各种LBP方法进行分类总结;然后,综述了LBP及其各种改进方法在纹理分类和人脸识别中的应用研究,并总结了一些方法在基准数据库上达到的最高分类正确率;最后,凝练出LBP方法进一步的发展方向。结论 LBP方法的研究仍然是计算机视觉和模式识别领域倍受青睐的热点研究领域,仍然有更多低存储、快速的二值特征描述子被提出,LBP方法的应用领域仍在继续拓展。     

一种基于分布的形状特征描述子

形状特征描述在基于内容的图像检索与识别研究中具有重要地位,文中对图像检索及识别中常用的形状描述进行了介绍。提出一个新的基于区域中心分布的方案来对图像形状特征进行描述,该描述子以待识别对象的区域二值图像的中心点为圆心,将各点到圆心的距离进行规范化处理,统计落入以区域中心为圆心的各环内的点数与总像素点数n的比例,从而形成一个基于中心分布的形状特征向量。经过数学证明该描述方案提取的形状特征具有缩放、旋转和平移不变性。文中通过使用该方案提取的图像特征进行图像识别检索实验,取得了理想的实验结果,说明了它是一个有效的图像区域形状描述子。     

一种基于分布的形状特征描述子

形状特征描述在基于内容的图像检索与识别研究中具有重要地位，文中对图像检索及识别中常用的形状描述进行了介绍。提出一个新的基于区域中心分布的方案来对图像形状特征进行描述，该描述子以待识别对象的区域二值图像的中心点为圆心，将各点到圆心的距离进行规范化处理，统计落入以区域中心为圆心的各环内的点数与总像素点数n的比例，从而形成一个基于中心分布的形状特征向量。经过数学证明该描述方案提取的形状特征具有缩放、旋转和平移不变性。文中通过使用该方案提取的图像特征进行图像识别检索实验，取得了理想的实验结果，说明了它是一个有效的图像区域形状描述子。     

局部不变特征点的精度指标

目的 作为计算机视觉的热门研究方向,局部不变特征算法的发展已趋于成熟、稳定,然而目前几乎所有特征点提取算法都没有给出特征点的精度指标.针对这一缺陷,提出一种特征点精度指标-特征点波动区间.方法 性质稳定的点在干扰条件下仍具有较好的精度,即小范围的波动区间,因此,以当前最热门的SIFT(scale-invariant feature transform)特征点为例,在图像加入噪声,发生光照变换,发生模糊变换以及同时进行噪声、光照及模糊处理这四种情况下分别分析同一算法提取的不同特征点的波动情况,进而得到不同特征点的波动区间.结果 实验得到16个稳定检出特征点,其中点2,3,4,11,13这5个点可以在不同干扰条件下的波动范围都较小,而点2则只在模糊条件下波动较小,在其余干扰下波动较大.特征点虽然已经过特征提取,但仍具有不同的波动区间,其优劣也不尽相同.不同的特征点的波动区间并不相同,但仍有一部分特征点在不同干扰条件下均保持较高的提取精度.结论 波动区间能很好地表征每个特征点的提取精度.由于此前只有针对特征点算法的评价指标,而没有针对特征点自身性质的评价方法,因此本文提出的特征点波动区间将为诸如设备标定、视觉测量、精简特征库等相关后续工作打下良好基础.     

基于核函数的高阶特征表示方法

为了解决高阶局部特征带来的计算复杂度提高问题,提出一种基于核函数的高阶局部特征表示方法。通过在两幅图像的局部特征之间进行比较,将特征空间映射到几何不变空间,统计高阶局部特征构建核函数,并结合支持向量机进行多类目标图像分类实验。实验结果分析表明,该方法在提高分类准确率的同时,所需的计算时间只与局部特征的个数呈线性增长。     

高效视频编码中变换跳过模式的快速选择

目的新一代高效视频编码(HEVC)标准采用了灵活的块结构和大量新颖的编码工具,有效提高了视频编码效率。变换跳过模式作为一种新增加的模式,可以有效地提高编码效率,但是也显著地增加了编码的复杂度,增加了实时编码应用的难度。因此提出一种针对变换跳过模式的提前剪枝算法。方法通过分析不同率失真代价下是否选择变换跳过模式的残差块的分布情况,最终选取率失真代价的平方根作为阈值,并建立了量化参数与阈值之间的模型。之后可以根据量化参数提前计算得到阈值大小,减少变换跳过模式的编码次数,从而降低变换跳过模式的复杂度。结果由于最终只需要对少量的块进行变换跳过模式编码,并且使用模型得到经验阈值并不会额外增加复杂度,因此能减少编码器的计算复杂度。实验结果表明,与标准编码器相比,该算法对于不同场景的标准测试序列平均峰值性噪比和平均比特率变化都非常小,平均减少了70%的变换跳过模式编码的次数。结论该变换跳过模式的剪枝算法,选取率失真代价的平方根作为阈值,根据本文模型获取不同量化参数下的经验阈值,对是否需要进行变换跳过模式提前判断。实验结果表明,该算法能在保证视频编码质量的前提下有效地降低由于加入变换跳过模式增加的编码复杂度。     

视频语义分析运动特征表征与抽取技术研究

视频运动特征蕴含丰富的语义信息,运动特征的简洁表征方式和高效抽取方法研究是视频语义分析的关键技术之一。针对视频语义分析的特点,将运动特征分为3类,分别对各类运动特征进行表征和抽取。相关抽取实验证明此方法可有效抽取语义分析所需的运动特征,同时在运动特征抽取的基础上实现了基于运动的视频语义分析原型系统。     

局部特征表征的6D位姿估计算法

为解决有纹理模型在遮挡条件下6D位姿估计精确度不高的问题,提出了一种局部特征表征的端到端6D位姿估计算法。首先为了得到准确的定位信息,提出了一个空间—坐标注意力机制（spatial and coordinate attention）,通过在YOLOv5网络中加入空间—坐标注意力机制和加权双向特征金字塔网络（bidirectional feature pyramid network）,YOLOv5-CBE算法的精确度（precision）、召回率（recall）、平均精度均值（mAP@0.5）分别提升了3.6%、2.8%、2.5%,局部特征中心点坐标误差最高提升了25%;然后用 YOLOv5-CBE算法检测局部特征关键点,结合3D Harris关键点通过奇异值分解法（singular value decomposition）计算模型的6D位姿,最高遮挡70%的情况下仍然可以保证二维重投影精度（2D reprojection accuracy）和ADD度量精度（ADD accuracy）在95%以上,具有较强的鲁棒性。     

使用形状变化描述三维模型

针对三维模型检索中的形状特征提取问题,提出利用三维模型自身形状变化信息构造形状特征描述符的方法.首先选择一组等间距互相平行的平面切割三维模型,得到三维模型的切片集合;然后定义相邻切片的 差来描述切片间的形状变化,并通过所有相邻切片间的差值来反映三维模型自身的形状变化,以此作为三维模型的形状特征描述符.该方法与三维模型的旋转、平移无关,同时不依赖于模型的点云分布,并且精简模型三角面片对算法的影响较小.实验结果验证了该方法的有效性.     

基于局部特征和稀疏表示的图像目标检测算法

传统的基于局部特征的图像目标检测算法具有对遮挡和旋转敏感、检测精度不高以及运算速度慢的特点,为了改进该算法的性能,提出了一种将图像局部特征应用于稀疏表示理论的图像目标检测算法。该算法利用随机树的方式有监督地学习样本图像的局部特征形成字典,通过学习好的字典和测试图像的子块来预测图像中目标的中心位置,以此寻求待检测图像稀疏的表示,从而实现对图像中感兴趣目标的检测。实验结果表明,该算法对目标的遮挡、旋转和复杂背景有很好的鲁棒性,而且检测精度和运算速度相对于同类经典算法均有提高。