一种具有仿射不变性的图像匹配算法

针对仿射扭曲图像对之间的匹配问题,传统算法对仿射变换的6个参数都进行归一化,在仿射畸变严重时匹配效果不佳,不具备完全的仿射不变性。为此,提出一种基于参数仿真的图像匹配算法。根据经纬度对摄像机坐标的角度参数进行仿真,利用Harris-Laplace算法提取特征点,使用尺度不变特征变换对其进行描述,由此仿真尺度参数,并归一化平移和旋转参数。实验结果表明,与MSER、Harris-Affine、Hessian-Affine算法相比,该算法的鲁棒性较强,能使所有参数都具有不变性,具有完全的仿射不变性。     

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.     

基于高斯局部二值模式的纹理特征分类方法

纹理描述在图像分析和模式分类领域具有极为重要的意义。为提高特征描述的鲁棒性,提出了一种基于高斯局部二值模式的纹理特征提取方法。首先,采用加强预处理使高斯滤波获得不同尺度的图像,从而构建多尺度的图像金字塔;其次,为提升旋转不变性和抗噪声能力,提出具有主方向特征的二值模式;最后,在不同尺度上提取3种有效的局部二值模式联合构造纹理描述,并通过直方图降维。试验结果表明,该特征具有较好的可区分性和有效性,可以有效应用到视觉图像的纹理分类中。     

结合微分特征和Haar小波分解的鲁棒纹理表达

针对传统的局部二值模式算子缺乏像素间深层次的相关性信息,且对图像中常见的模糊及旋转变化的鲁棒性较差的问题,提出了一种结合微分特征和Haar小波分解的鲁棒纹理表达算子。在微分特征通道上,通过各向同性的微分算子提取图像中的一阶和二阶微分特征,使图像的微分特征在本质上具有旋转不变性且对图像模糊具有较强的鲁棒性;基于小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化的特点,在小波分解特征提取通道上采用多尺度的二维Haar小波分解提取图像中的模糊鲁棒特征;最后,串联两个通道上的特征直方图来描述图像的纹理特征。在特征判别性实验中,该算子在较复杂的UMD、UIUC和KTH-TIPS纹理库上的准确率分别达到了98.86%、98.2%和99.05%,与中值稳健扩展局部二值模式（MRELBP）算子相比,准确率分别提高了0.26%、1.32%和1.12%;在对旋转变化和图像模糊的鲁棒性分析实验中,该算子在仅存在旋转变化的TC10纹理库上的分类准确率达到99.87%,在添加了不同程度高斯模糊的TC11纹理库上的分类准确率降幅仅为6%;在计算复杂度实验中,该算子的特征维度仅为324维,在TC10纹理库上的平均特征提取时间为30.9 ms。实验结果表明,结合微分特征和Haar小波分解的方法具有很强的特征判别性,对旋转和模糊的鲁棒性较强,同时具有较低的计算复杂度,在样本数据较少的场合具有很好的适用性。     

基于二进制特征描述器的图像匹配算法

图像特征点匹配在视觉系统中有广泛的应用。针对加速分割测试特征FAST和二进制稳健基元独立特征BRIEF算法中存在的问题进行改进。首先,在FAST算法中使用简化模板提取图像特征点,通过构建图像金字塔实现尺度不变性。接着,根据人类视觉系统原理改进BRIEF算法的点对采样模式,并通过特征点方向的计算实现图像的旋转不变性。最后,使用易于计算的海明距离度量各特征点的相似度实现特征匹配。实验表明,提出的图像匹配算法性能优于其他算法,而且运行速度更快。     

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.     

融合深度信息的BRISK改进算法

为了有效地利用RGB-D图像的深度信息,提高BRISK算法的尺度不变性和旋转不变性,提出一种融合深度信息的BRISK改进算法。首先,采用FAST算法提取特征点,并计算每个特征点的Harris角点响应值;然后,将整个图像划分为大小相同的网格,每个网格保留Harris角点响应值最大的特征点;其次,根据图像的深度信息直接计算特征点的尺度因子;最后,计算以特征点为中心的圆的灰度矩心,通过灰度矩心和特征点的位置偏差确定特征点主方向。从尺度不变性和旋转不变性两方面对几种算法进行了对比实验分析。实验结果表明,相比BRISK算法,改进后的算法在图像尺度变化时正确匹配特征点数提高了90%以上,在图像旋转时正确匹配特征点数提高了至少70%。     

基于图元旋转不变性和相位统计信息的LBP算法在纹理分类中的研究

传统的LBP算法缺少对图元的相位分析,因此不能较好地区分由图元旋转形成的同类纹理图像.文中提出了一种融合图元旋转不变性和相位统计信息的纹理分析算法.新算法利用图元旋转不变性的等价类约简纹理特征,减小纹理旋转带来的分类误差,然后利用图元的统计相位特征进一步划分纹理图像分类集,进而解决由旋转不变性带来的欠分类问题.该算法选...     

结合微分特征和Haar小波分解的鲁棒纹理表达

针对传统的局部二值模式算子缺乏像素间深层次的相关性信息，且对图像中常见的模糊及旋转变化的鲁棒性较差的问题，提出了一种结合微分特征和Haar小波分解的鲁棒纹理表达算子。在微分特征通道上，通过各向同性的微分算子提取图像中的一阶和二阶微分特征，使图像的微分特征在本质上具有旋转不变性且对图像模糊具有较强的鲁棒性；基于小波变换在时域和频域同时具有良好的局部化的特点，在小波分解特征提取通道上采用多尺度的二维Haar小波分解提取图像中的模糊鲁棒特征；最后，串联两个通道上的特征直方图来描述图像的纹理特征。在特征判别性实验中，该算子在较复杂的UMD、UIUC和KTH-TIPS纹理库上的准确率分别达到了98.86%、98.2%和99.05%，与中值稳健扩展局部二值模式（MRELBP）算子相比，准确率分别提高了0.26%、1.32%和1.12%；在对旋转变化和图像模糊的鲁棒性分析实验中，该算子在仅存在旋转变化的TC10纹理库上的分类准确率达到99.87%，在添加了不同程度高斯模糊的TC11纹理库上的分类准确率降幅仅为6%；在计算复杂度实验中，该算子的特征维度仅为324维，在TC10纹理库上的平均特征提取时间为30.9 ms。实验结果表明，结合微分特征和Haar小波分解的方法具有很强的特征判别性，对旋转和模糊的鲁棒性较强，同时具有较低的计算复杂度，在样本数据较少的场合具有很好的适用性。     

Texture classification with combined rotation and scale invariant wavelet features

In this work, a new rotational and scale invariant feature set for textural image classification, combined invariant feature (CIF) set has been introduced. It is an integration of the crude wavelets like Gaussian, Mexican Hat and orthogonal wavelets like Daubechies to achieve a high quality rotational and scale invariant feature set. Also it is added with features obtained using the newly proposed weighted smoothening Gaussian filter masks to improve the classification results. To reduce the effect of overlapping features, the variations among the feature set are analyzed and the eigenfeatures are extracted to produce good classification result.The rotational invariance is achieved by using these two wavelets with their directional properties and the scale invariance is achieved by a method, which is an extension to fractal dimension (FD) features. The first- and second-order statistical parameter and entropy characterize the quality of the features extracted. Furthermore, a comparison that shows the higher recognition rate achieved with the newly proposed method for the set of 6720 samples collected from 105 different textures of Brodatz, Vistek, Indezine databases and some additional images collected from other resources of indexed and true color images is shown.     

基于弦长位置矩阵的目标识别

为了提取具有仿射不变性的形状特征,提出一种具有仿射不变性的弦长位置矩阵算法。该算法将各个方向的弦长的位置以及同一位置上不同长度的弦长排序信息作为特征量,以构造弦长位置矩阵,作为目标形状的特征信息,并利用动态空间弯折距离作为测度距离。实验结果表明,应用提出的弦长位置矩阵作为形状特征对于仿射变换具有鲁棒性。     

面向彩色图像的尺度和旋转不变性特征提取方法及应用

提出一种面向彩色图像的尺度和旋转不变性特征提取方法,并在真实的场景识别中进行了应用。该方法是先对给定彩色图像的各组成平面分别进行Radon变换,然后对得到的Radon变换系数矩阵进行尺度不变性处理,接着对处理后的Radon变换系数矩阵用频率B样条小波进行1维小波变换,在所得到的脊波系数矩阵中计算均值和方差的同时,采用线性回归模型提取在不同的颜色组成平面下所有频率子波段之间的关系属性,最后将得到的特征进行旋转不变性处理,从而得到所提出的尺度和旋转不变性特征。在3个数据库上进行了实验,结果表明本文方法可靠有效。     

纹理粗糙度度量算法的性能比较

纹理粗糙度是纹理最高层次的视觉感知特征,对底层图像特征向高层语义特征转化具有最要意义,为此,提出了大量的度量纹理粗糙度的算法,但是这些方法往往是基于不同的应用背景,没有总体比较和评价,多局限于灰度共生矩阵的选用和改进,算法普遍存在计算量过大、误差较大、应用能力模糊的缺点。基于常用的5种度量纹理粗糙度的算法,在不同图像源以及噪声图像上进行实验,测试不同度量方法所具有的纹理分辨能力、旋转不变性以及算法鲁棒性,进而给出选择度量纹理粗糙度算法的参考模型。     

Affine Invariant Texture Segmentation and Shape from Texture by Variational Methods

We address the problem of texture segmentation by using a novel affine invariant model. The introduction of affine invariance as a requirement for texture analysis goes beyond what is known of the human performance and also beyond the psychophysical theories. We propose to compute texture features using affine invariant intrinsic neighborhoods and affine invariant intrinsic orientation matrices. We discuss several possibilities for the definition of the channels and give comparative experimental results where an affine invariant Mumford-Shah type energy functional is used to compute the multichannel affine invariant segmentation. We prove that the method is able to retrieve faithfully the texture regions and to recover the shape from texture information in images where several textures are present. The numerical algorithm is multiscale.     

强化深度特征融合的行人搜索系统

针对行人图像的深度特征缺乏对局部细节的描述，及不完全具备对尺度、旋转、平移及光照变化等各种因素的不变性而导致行人搜索准确率低的问题，本文提出一种具有强化深度特征融合的行人搜索系统。该系统将行人候选网络和行人识别网络两部分整合优化成统一框架。其中，行人候选网络实现行人框的获取及标定，而行人识别网络在获取深度学习特征的基础上融入具有几何不变性的传统特征，建立一个强化深度特征融合网络模型。实验结果表明，本文采用强化深度特征融合的网络模型，在SSM数据集上检测并框出图片中的行人，其Top-1识别正确率高达80.7%，比单纯采用深度特征模型更具优越性。     

鲁棒且快速的特征点匹配算法

针对大部分基于特征的立体匹配速度过慢的问题,提出一种在频域下提取特征点坐标、空间域下提取特征描 述子的算法。首先,研究了图像的有效编码理论;其次,确定图像的显著性特征点坐标及其尺度;最后,构造适应特征 点尺度的模板提取图像的特征,用最近部法则进行特征点的匹配。实验结果表明,该算法效率高、计算快,同时也具有 较强的尺度及仿射变换鲁棒性,在速度与性能上达到了一个很好的平衡点。     

基于视觉选择性的离变焦图像序列慢变特征提取算法研究

传统慢特征分析(SFA)方法提取的慢变特征不能揭示自然图像的视觉空间拓扑结构。基于此,提出基于视觉选择性的离变焦图像序列慢变特征提取算法。以myTICA方法替代源SFA算法的PCA方法,提取能够反映自然图像离变焦图像序列的视觉空间基的种类、每类元素数量、类内与类间拓扑结构不变性的Gabor特征,并建立与该序列对应的不变性特征森林;利用蒙特卡洛马尔可夫(MCMC)算法替代源SFA算法的多项式扩张方法,实现Gabor类内的元素扩展;利用自定义的近似正交剪枝算法实现不变性特征森林的优化,顺次解决元素法的采样丢失与森林优化问题;利用自定义响应度计算规则实现特征匹配。实验结果表明:该算法正确可行,具有较好的抗噪能力;在实验阈值为0.4时,算法获得识别率为99.96%,说明该算法具有较强的分类能力。     

Qualitative part-based models in content-based image retrieval

A qualitative, volumetric part-based model is proposed to improve the categorical invariance and viewpoint invariance in content-based image retrieval, and a novel two-step part-categorization method is presented to build it. The method consists first in transforming parts extracted from a segmented contour primitive map and then categorizing the transformed parts using interpretation rules. The first step allows noisy extracted parts to be transformed to the domain of a simple classifier. The second step computes features of the transformed parts for categorization. Content-based image retrieval experiments using real images of complex multi-part objects confirm that a model built from the categorized parts improves both the categorical invariance and the viewpoint invariance. It does so by directly addressing the fundamental limits of low-level models.