基于SVD和SIFT的宽基线立体影像匹配

提出了一种在核线几何约束下基于自适应归一化互相关（NCC）及奇异值分解（SVD）的尺度不变特征变换（SIFT）特征匹配算法（SVD-NCC）.算法首先利用SIFT特征的尺度和方位信息对特征点邻域进行仿射变形改正,然后基于NCC测度和SVD算法生成特征点间匹配矩阵并获得其对应关系.在具体实现策略上,算法首先基于特征点的空间分布和信息熵选取一定数量的最优SIFT特征点集,并基于SVD-NCC算法获得初始匹配点对用于立体像对的核线几何估计,然后在核线几何约束下对其余特征点进行扩展匹配及误匹配剔除.实际的宽基线序列立体影像匹配试验结果表明该方法可显著提高匹配点的数量和匹配正确率.     

复杂环境异源高分辨率光学卫星影像匹配算法

针对复杂环境异源高分辨率光学影像匹配成功率低的问题,提出了一种基于窗口约束的特征点匹配方法.借助于异源影像近似核线对和同名直线,对特征点建立几何约束窗口,利用该窗口限定同名点搜索范围,通过特征点主方向的约束和特征欧氏距离提取初始匹配点,并基于局部随机抽样一致性(RANSAC)算法剔除误匹配点,最终利用同名点对影像进行纠正,实现异源高分辨率卫星遥感的自动匹配.结果表明:与传统的尺度不变特征变换算法(SIFT)相比,窗口约束匹配方法提取了更多的同名点,为复杂环境异源高分辨率光学遥感影像数据的高精度自动匹配提供了一种可行的方法.     

基于几何约束的立体SAR影像自动匹配方法

针对立体合成孔径雷达(SAR)影像难以获得可靠匹配的问题,提出一种基于几何约束的立体SAR影像自动匹配方法.该方法首先对多视处理后的SAR影像进行尺度不变特征变换法(SIFT)匹配,并引入几何关系一致性原理剔除误匹配;然后基于构建的几何关系进行格网控制的匹配传播以产生数量更多、分布较均匀的匹配点,并进行归一化互相关(NCC)精化匹配;最后,依据多视视数将匹配点传递到原始影像,在原始影像上基于准确度较高的几何关系进行精化匹配.选择不同视角下的同侧X波段机载立体SAR数据进行试验,与经典SIFT方法对比.结果表明:该方法在匹配效率、匹配精度以及匹配点的空间分布方面具有优越性.     

基于均匀特征匹配的无人机影像拼接

通过特征匹配的方法进行无人机影像拼接,不需要地面控制点坐标和内外方位元素.基于SIFT算法进行特征匹配,对于匹配中容易出现的误匹配点,通过合理控制算法中的阈值大小并采用唯一性约束和视差约束来进行剔除,采用分块控制匹配点数目来剔除密集匹配点对,使匹配点对分布均匀.使用RANSAC算法来计算影像之间的转换模型,实验证明这种方法具有很好的拼接效果.     

基于三视图几何约束的摄像机相对位姿估计

针对从影像中恢复摄像机位姿的问题,提出基于三视图几何约束的位姿估计算法.利用强制选择机制对影像进行特征点提取,通过光流法和前后向误差实现相邻三帧影像的特征点匹配;推导基于本质矩阵优化分解的位姿估计,利用对极几何约束构建目标函数,通过迭代优化确定旋转矩阵的唯一解,优化了唯一解的确定方法,提高了相对位姿估计效率,得到第1、2摄像机矩阵;基于三视图的几何约束关系,由三焦点张量和匹配特征点建立目标函数,由迭代过程得到第3摄像机相对于第1摄像机的位姿参数.结果表明,提出算法的鲁棒性、精度以及算法效率均优于传统算法,能够快速、准确地估计摄像机相对位姿,可以实现对旋翼无人机的轨迹跟踪.     

遥感影像SIFT特征匹配的并行实现及优化

基于SIFT特征的遥感影像匹配精度高、稳定性强,但SIFT算法复杂度高,遥感影像特征点丰富使得匹配过程耗时较长.为提高遥感影像特征匹配的实时性,文章提出一种基于CPUGPU协同处理的SIFT算法并对其进行了优化.通过高斯卷积分离、调整极值点检测顺序、建立特征点索引等方式实现了特征提取的加速.运用替代欧氏距离、并行规约等方法加速了特征匹配过程,并使用双向匹配算法提高了匹配准确率.实验表明,相比于传统串行算法,在Tesla C2050上实现的SIFT并行算法最高加速比可达41.4倍,且减少了一定的误匹配.文章提出的算法在保证匹配准确度的同时,大幅缩短了数据处理的时间,有效提高了遥感影像匹配的实时性.     

近景影像特征点匹配方法比较研究

近景摄影测量因其拍摄方式灵活,影像之间的相对几何变形大,常导致同名点匹配失败.本文采用SIFT、SURF、FAST+BRIEF和ORB 4种计算机视觉算法,对不同场景和摄影条件下的近景像对进行特征点检测与描述,结合BFMatch和FlannMatch两种方法对特征点实施匹配.实验表明,所用算法的计算耗时越长,匹配结果越好.SIFT、SURF适合于高精度连接点的自动生成,而FAST+BRIEF和ORB可用于相对几何变形小的立体影像密集点匹配.     

异源高分辨率卫星遥感影像配准新方法

首先建立了粗配准模型。然后对影像进行边缘提取,采用Hough变换提取同名直线。利用同名直线交点构建虚拟点集并进行特征描述,通过几何约束和互信息方法提取初始同名点。最后采用RANSAC算法获取最终的匹配结果,并利用获取的同名点对构建三角网进行小面元纠正。实验结果表明:相对于传统的SIFT匹配算法,本文方法可提取更多的同名点,均方根误差(RMSE)可以控制在1个像素以内。     

基于CamShift算法的目标跟踪研究

针对传统的跟踪算法无法获取跟踪目标世界坐标值的问题,提出融合SIFT特征点匹配的CamShift目标跟踪算法。运用基于色彩的CamShift算法对目标进行跟踪的同时对跟踪搜索窗口进行SIFT特征点提取和匹配,以获取目标的部分特征点在左右成像平面上的二维坐标值,根据这些坐标值通过视差原理确定目标的空间位置。实验结果显示,该算法在室内简单的背景条件下,能很好地跟踪运动目标且跟踪误差在可接受的范围内。     

基于IBBS-SIFT算法的PCB板Mark点定位方法

针对最佳伙伴相似性(Best-buddies similarity, BBS)算法和SIFT算法的不足,提出了一种基于IBBS-SIFT(Improved best-buddies similarity-scale invariant feature transform)算法的印刷电路板Mark点定位方法。首先对BBS算法进行改进,通过结合置信度图和权值,在采集的PCB板图像中得到与模板图像相似的多个区域;然后采用最佳相似点对匹配准则代替SIFT算法的欧氏距离匹配准则,用改进的SIFT算法对这些相似区域计算描述子并进行匹配;最后根据匹配的描述子得到主位置,通过主位置剔除误匹配点,精确定位到Mark点位置。实验结果表明:该方法可以有效提高Mark点定位效率,将耗时减至SIFT算法的10%～15%,同时减少误匹配点数目,实现Mark点精确定位。     

SIFT特征在图像配准过程中的应用研究

针对现有基于特征的图像配准方法所存在的特征提取的多样性和相似度计算的复杂性等问题,提出了一种基于SIFT特征的图像配准方法．首先利用SIFT算法提取出图像的特征点,用欧式距离比进行特征匹配,然后利用图像位置的先验条件,采用RANSAC算法去除误匹配,最后计算出待配准图像和基准图像间的变换关系参数．实验结果证明了该算法的有效性．     

改进的SIFT算法在图像特征点匹配中的应用

为了提高图像拼接过程中常用的SIFT(尺度不变特征)算法的特征点匹配准确率,减少误匹配特征点的数量,为后续的图像拼接提供准确的依据,通过将SIFT算法和RANSAC(随机抽样一致性)算法相结合,提出了一种提高SIFT算法匹配准确率的算法。在利用SIFT算法对目标图像进行特征提取以及特征点匹配后,再由RANSAC算法利用迭代方式估算出一个合理的数据模型,剔除掉不符合该模型的错误匹配点。最后利用该算法得到的匹配特征点进行图像拼接,拼接后的结果表明该算法准确、有效。     

基于改进SIFT特征和粒子滤波的目标识别仿真研究

针对在目标识别中原始SIFT（尺度不变特征转换）特征算法计算量大,特征点匹配耗时长等缺陷,采用一种改进的SIFT特征算法。在原始的SIFT算法基础上简化了特征描述符,以及对匹配算法进行了改进,考虑到识别过程中目标物体的特征点会发生变化,因此结合粒子滤波来实现对目标物体的识别。仿真结果表明：该方法继承了原始SIFT算法的优点,有效地避免了一些干扰,减小了计算量,在结合粒子滤波算法后能够有效地更新特征点的匹配,最终实现了对目标物体准确的识别。     

基于SIFT和SSDA特征匹配的实时车道线检测

车道线检测是智能交通系统研究的一个重要方向.提出了一种基于SIFT和SSDA特征匹配的车道线检测算法.首先通过改进Sobel算子来提取车道线边缘特征,并设置感兴趣区域(ROI)缩小范围,然后进一步提取车道线特征点并通过Hough算法拟合成直线,接着采用SIFT算法提取影像关键点并进行初次匹配,最后运用SSDA算法进行影像精匹配,从而融合成完整车道线影像.结果表明,采用改进Sobel算子可以提取到更多的车道线资讯;而采用SSDA算法,比传统NCC算法匹配精度更高,实时性进一步提高.     

基于采样策略的无人机着陆导航算法

给出了无人机着陆过程中利用帧间图像提取的特征点进行无人机状态估计的算法。采用PCA-SIFT算法进行特征点匹配,在保证能够稳定匹配的前提下,提出了帧间自适应采样策略的特征点选取算法,减少了计算的冗余性。然后通过建立本质空间中的状态方程,利用极线几何约束设计IEKF滤波器,对无人机进行相对位置、姿态估计。仿真结果表明,该算法实现了帧间特征点的快速匹配,较好的估计了无人机的相对位置、姿态信息,比单纯利用极线几何约束具有更高的精度和稳定性。     

基于SIFT特征点的双目视觉定位

提出了一种结合了SIFF特征点的双目立体视觉定位方法.介绍了对尺度、旋转、视角等变化具有良好鲁棒性的SIFT特征向量,利用SIFT特征向量匹配算法在双目视觉系统采集的左、右图片中分别检测目标、获取匹配的目标SIFT特征点.经过空间匹配点选择、标定点坐标计算等步骤获取左、右图片中具有空间位置一致性的目标标定点,并在摄像机坐标系中恢复目标标定点三维信息.实验结果表明,利用该方法进行目标定位具有较强的适应性.有一定的实用价值.     

具有几何约束匹配的SIFT图像盲检测研究

复制粘贴是常见的图像篡改手段之一。SIFT是常用的一种匹配算法,也是一种有效的图像复制粘贴篡改检测方法。该算法只采用欧式距离作为度量图像复制区域和粘贴区域特征点向量间的相似性,并未加入其他的匹配约束,由此会产生特征点的误匹配;因此,对得到的匹配点对采用方向一致性几何约束,剔除误匹配点对,提高匹配的正确率和算法后续几何评估中RANSAC算法的执行效率。最后,分别对缩放、旋转,以及在篡改图像中添加噪声等情况进行实验。实验证明改进算法对上述情况的性能提升明显。     

ZY-3卫星三线阵影像的多级匹配研究

针对线阵CCD推扫式传感器的每条线阵影像为中心投影,扫描行影像为平行投影,各扫描行影像具有自身的外方位元素.由于飞行方向阵列影像间发生变形,难以建立严密核线模型.提出基于马氏距离和视差约束的线阵影像多级匹配算法.首先对线阵影像进行金字塔分层匹配,然后采用马氏距离和视差约束进行特征点筛选,剔除误匹配点,最后进行最小二乘子像素匹配.实验结果表明,本算法获取匹配点分布均匀、可靠性强.     

基于简化SIFT算法的无人机影像重叠度分析

利用无人机进行低空摄影获取地面高分辨率影像,具有成本低、方便、快捷等优点,但由于无人机飞行姿态不稳定,会导致影像自动匹配效率及准确程度降低.SIFT算子具有良好的尺度、旋转、光照等不变特性,但传统SIFT算法复杂度较高,处理影像时间较长,使数据处理工作效率降低.介绍了一种简化的SIFT算法,并与原SIFT算法做出了对比.说明了影像重叠度分析的主要步骤,将简化的SIFT算法RANSAC算法相结合应用到序列影像重叠度分析中,通过实验证明了可行性.     

基于二维熵的快速SIFT图像匹配方法

尺度不变特征变换(SIFT)是一种局部特征描述子,是在空间尺度中寻找极值点.针对传统SIFT算法存在匹配速度慢的问题,提出了一种改进的匹配方法.该方法通过计算特征点位置的二维熵大小来剔除一部分无效的特征点,在特征点匹配阶段通过遍历参考图像某个特征点与待匹配图像某个特征点二维熵之差初步寻找可靠的匹配对,这样可以减少匹配过程中欧式距离的计算量.实验结果表明,改进的SIFT算法在保持准确性的前提下,提高了图像匹配的速度,达到原始匹配速度的1.6倍.