一种用于光照变化图像匹配的改进KAZE算法

首先对KAZE算法进行了研究,针对KAZE算法对在有明显光照变化的场合下图像匹配率降低的问题,提出了一种对光照鲁棒的改进KAZE算法。该算法首先用AOS算法构建非线性尺度空间,在非线性尺度空间内通过计算Hessian矩阵的局部极大值来检测图像的特征点,并通过将一阶Harr小波响应进行高斯加权运算从而确定其主方向,然后建立一种具有局部不变性的测量坐标,在该测量坐标下,构建对光照变化敏感性较低的二阶梯度特征作为描述符,并生成一种新的64维描述子进行匹配,分别对过度曝光、曝光不足和非均匀光照减弱场景下的多组实验图像进行匹配实验,结果表明,和原KAZE算法相比较,改进算法在三种场景下的匹配率分别提高了10%、8.1%、9.2%,,表现出了更好的鲁棒性,在图像拼接、三维重建等领域具有一定的应用价值。     

一种快速鲁棒的SAR图像匹配算法

针对目前SIFT算法及其改进算法在多波段SAR图像匹配时匹配性能低下(普适性差、匹配精度低、时间复杂度高)的问题,在SIFT算法框架下分别从尺度空间构建和描述符构建两个方面进行改进。在构建尺度空间层面,提出将高斯引导滤波引入多尺度空间构建和预处理阶段,采用双边滤波策略,充分利用高斯引导滤波的实时性和旋转对称性与双边滤波的边缘保持优势,高效地滤除斑点噪声并保持边缘信息。在构建描述符阶段,提出采用局部差分二进制(Local Difference Binary,LDB)算法描述特征,在保证不降低特征点描述符区分性的同时,减少特征的向量维度,从而缩短构建描述符的时间。在特征匹配阶段,首先采用最近邻算法进行粗匹配,然后采用稀疏向量场一致性(Vector Field Consensus,VFC)快速剔除错误匹配点。实验结果表明,所提算法在SAR图像配准时间复杂度和匹配概率评价上要优于原始BFSIFT算法和KAZE算法。总体上,文中提出的SAR图像匹配算法是具有实时性、鲁棒性与高匹配概率的高效算法。     

具有光照鲁棒的图像匹配方法

针对现有的基于局部特征的图像匹配算法对光照变化敏感、匹配正确率低等问题，提出一种具有光照鲁棒性的图像匹配算法。首先使用实时对比保留去色（RTCP）算法灰度化图像，然后利用对比拉伸函数模拟不同光照变换对图像的影响从而提取抗光照变换特征点，最后采用局部强度顺序模式建立特征点描述符，根据待匹配图像局部特征点描述符的欧氏距离判断是否为成对匹配点。在公开数据集上，所提算法与尺度不变特征变换（SIFT）算法、加速鲁棒特征（SURF）算法、"风"（KAZE）算法和ORB算法在匹配速度和匹配正确率上进行了对比实验。实验结果表明：随着图像亮度差异的增加，SIFT算法、SURF算法、"风"（KAZE）算法和ORB算法匹配正确率下降迅速，所提算法下降缓慢并且正确率均高于80%；所提算法特征点检测较慢和描述符维数较高，平均耗时为23.47 s，匹配速度不及另外四种算法，但匹配质量却远超过它们。对实时性要求不高的系统中，所提算法可以克服光照变化对图像匹配造成的影响。     

具有抗仿射性的局部特征点匹配方法

针对现有局部特征匹配算法对具有仿射性的图像匹配效果欠佳、耗时较长,以及随机采样一致性（RANSAC）算法对仿射性图像匹配得不到较好的参数模型等问题,提出一种具有抗仿射性的A-AKAZE（Affine Accelerated KAZE）算法,并用向量场一致性来筛选内点。首先利用非线性函数构建尺度空间,然后借助Hessian矩阵检测特征点,并以特征点为中心选取合适的区域作为特征采样窗口;再把特征采样窗口在经纬度上进行投影以模拟不同角度对图像的影响,随后在投影区域中提取具有抗仿射性的A-MLDB（Affine Modified-Local Difference Binary）描述符;最后利用向量场一致性算法提取内点。实验结果表明：A-AKAZE算法的正确匹配率相较于AKAZE算法提高了20%以上,与AKAZE+RANSAC算法相较提升了15%左右,与ASIFT（Affine Scale-Invariant Feature Transform）算法相比提高了10%左右,相比ASIFT+RANSAC算法提高了5%;而且该算法的匹配速度远高于AKAZE+RANSAC、ASIFT和ASIFT+RANSAC算法。     

基于改进KAZE的无人机航拍图像拼接算法

为了更好地解决航拍图像易受光照、旋转变化、尺度变化等影响,KAZE算法实时性较差以及基于K近邻的特征匹配算法耗时较长等问题,该文提出了一种基于改进KAZE的无人机航拍图像拼接算法.该方法首先利用加速的KAZE算法提取图像的特征点,采用二进制特征描述子FREAK（Fast retina keypoint）进行特征点描述,然后使用Grid-KNN算法进行特征点粗匹配,利用随机一致性算法对匹配的特征点进一步提纯并计算几何变换模型,最后采用加权平均算法对图像进行融合.实验结果表明,该文所提算法使图像在光照变化、旋转变化及尺度变化下具有较好的性能,且处理速度较KAZE算法与K近邻特征匹配算法有较大提升,是一种稳定、精确度高、拼接效果良好的无人机航拍图像拼接方法.     

基于梯度的红外与可见光图像直线匹配算法

研究红外与可见光图像优化匹配的问题,为了解决灰度差异对图像匹配的影响,增强描述子的鲁棒性,提出了一种利用直线的红外与可见光图像匹配算法。对提高红外与可见光图像匹配精度具有重要意义。算法首先通过Canny算法进行直线提取;然后采用高斯卷积核构造尺度空间;在不同的尺度空间中统计互不重叠的子区域的梯度方向的均值和方差以构造描述符,并将描述符归一化;最后采用最近邻算法实现直线匹配。实验结果证明该算法能够实现红外与可见光图像直线匹配的旋转不变性、尺度不变性且对遮挡具有鲁棒性。表明改进算法能实现红外与可见光图像准确匹配。     

基于非线性尺度空间的图像配准技术

针对尺度不变的二值化角点(BRISK)算法抗噪性能较低,未充分利用图像的边缘的问题,提出了一种基于非线性尺度空间的图像配准技术。该算法在构造尺度空间的时候采用非线性滤波器构造图像非线性尺度空间,同时利用AGAST算法在构建的非线性空间里提取具有显著特征的角点,结合旋转不变性的BRIEF算法构造128位的二值化描述子,采用汉明距离匹配描述子。实验结果表明,该算法能大幅度提高关键点的提取质量,获得了较好特征点重复检测率,增强了特征点鲁棒性以及提高了描述子的匹配率。     

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...     

基于SURF 特征提取和FLANN 搜索的图像匹配算法

针对传统图像匹配算法存在特征信息少和误匹配率高的问题,提出基于SURF 特 征提取和FLANN 搜索的图像匹配算法。通过Hessian 矩阵获取图像局部最值,并使用不同尺寸 特征描述器,同时处理尺度空间多层图像的向量特征,最后采用FLANN 搜索算法进行特征匹 配。试验表明,该算法比传统的图像匹配算法在效果和效率方面都表现得更好。     

三元组描述符的特征匹配算法

针对"风"(KAZE)/加速"风"(Accelerated KAZE)算法鲁棒性差、速度慢等问题,提出三元组描述符(Learned Arrangements of Three Patch Codes)与KAZE/AKAZE算法结合的方法,称作KAZE/AKAZE-LATCH算法。利用AOS算法或者FED算法解非线性方程搭建金字塔;利用海森矩阵在非线性金字塔上寻找特征点;以特征点为圆心按照尺度大小选择相应的采样窗口以建立描述符;利用三元组算法建立二进制描述符。将该算法与KAZE算法和AKAZE算法在公开数据集上对具有模糊变换、光照变换、视角变换和JPEG变换的图像进行匹配时间和匹配正确率的对比实验。经实验表明:该算法的匹配正确率得到巨大提升,匹配速度增加。与现有算法相比,该算法的鲁棒性和实时性更好,可用于对匹配速度和精度要求较高的场景。     

基于多支持区域局部亮度序的图像伪造检测

图像伪造检测是目前数字图像处理领域中的一个研究热点,其中复制-粘贴是最常用的伪造手段。由于伪造区域在粘贴前会被进行一定的尺度、旋转、JPEG压缩、添加噪声等操作,这使得检测伪造区域具有一定的挑战性。针对图像复制-粘贴伪造技术,提出一种基于多支持区域局部亮度序模式（LIOP）的图像伪造检测算法。首先,利用最大稳定极值区域（MSER）算法提取具有仿射不变性的区域作为支持区域;其次,利用非抽样Contourlet变换得到不同尺度、不同分辨率和不同方向的多个支持区域;然后,在每个支持区域上提取同时具有旋转不变性和单调亮度不变性的LIOP描述子,并利用双向距离比值法实现特征初匹配;接着,采用空间聚类将匹配的特征进行归类,进而用随机抽样一致性（RANSAC）算法对每个归类进行几何变换参数估计;最后,使用必要的后处理等操作来检测出伪造区域。实验表明,提出的算法具有较高的伪造检测精度与可信度。     

一种KAZE算法在人脸图像匹配中的应用

基于KAZE人脸图像匹配算法是通过加性算子分裂算法来进行非线性扩散滤波,从而解决高斯分解带来的边界模糊和细节丢失问题. 利用任意步长构造稳定的非线性尺度空间,寻找不同尺度归一化后的Hessian局部极大值点来实现特征点的检测,采用M-SURF来描述特征点,从而构造特征描述向量. 在VS2010和Opencv环境下分别对KAZE特征和SIFT特征实现人脸图像的匹配. 通过改变输入人脸图像的模糊度,旋转角度,尺度大小,亮度变化结合Matlab对KAZE,SIFT,SURF进行进一步的性能仿真实验. 实验结果表明,即使在高斯模糊,角度旋转,尺度变换和亮度变化等情况下依然保持良好的性能.     

基于SURF特征的航空序列图像位置估计算法

视觉传感器在航空无人机导航和定位任务中应用越来越广泛。针对无人机位置参数估计问题,提出了一种基于SURF特征的图像配准算法,该算法能够适应航空序列图像的旋转、尺度变换及噪声干扰,实现无人机位置的精确估计。构建了SURF尺度空间,运用快速Hessian矩阵定位极值点,计算出航空图像的64维SURF特征描述子;基于Hessian矩阵迹完成特征点匹配;使用RANSAC算法剔除出格点,实现位置参数的精确估计。通过航空图像序列实测数据位置估计实验,验证了该算法的有效性。     

基于多尺度FAST-9的图像快速匹配算法

FAST-9检测子不具备尺度不变性,为此,提出一种基于多尺度FAST-9的图像快速匹配算法。对图像建立高斯尺度空间,在各图层上应用FAST-9检测子分别提取特征点,在其周围建立圆形区域并分配主方向,同时建立方形区域构造SURF描述子,利用基于最近邻匹配方法进行匹配。实验结果表明,与SURF、SIFT算法相比,该算法具有较高的匹配速度。     

一种新型遥感图像配准方法

提出了一种新型全自动稳健的遥感图像配准算法。首先,在图像二维平面空间和尺度空间中同时检测局部极值作为特征点,并在特征点邻域提取局部不变特征描述子一尺度不变特征变换（SIFT）。然后,利用距离测度进行SIFT特征匹配得到初步的匹配集合。最后,运用稳健的随机采样一致性（RANSAC）算法将匹配点集划分为内点和外点,在内点域上精确地估计出图像变换模型。实验利用仿真数据测试了SIFT特征的可重复性和可匹配性,利用卫星图像验证了该自动配准算法的有效性和稳健性。     

基于改进SIFT算法的双目视觉距离测量

针对视觉传感器距离测量中所使用的图像特征匹配算法精度不高、计算量大、实时性差等问题,提出了一种改进尺度不变特征变换(SIFT)图像特征匹配算法,并应用于双目测距系统当中.改进SIFT算法基于简化尺度构造空间,以曼哈顿距离作为最邻近特征点查询中的相似性度量,提高了算法效率.初次匹配之后与随机采样一致算法(RANSAC)结合,剔除误匹配点;基于精度较高的二次匹配点,提取匹配点像素信息进行距离计算,通过测距试验验证算法的可行性.实验结果表明:提出的方法获取目标距离达到较高精度,满足观测设备要求.     

高斯二阶差分特征算子在图像拼接中的应用

为了将同一场景中具有重叠区域序列的图像快速准确合成一幅具有宽视角、高分辨率的图像,提出了基于高斯二阶差分(D2oG)特征检测算子的SIFT算法.采用高斯二阶差分(D2oG)金字塔的过零点检测提取图像尺度不变特征点,并选用RANSAC算法对特征点匹配对进行提纯,在此基础上计算不变换矩阵H,最后,用渐进渐出平滑算法完成图像的无缝拼接.实验中分别采用所提方法和SIFT算法对具有典型变换的4种图像进行拼接与测试,结果表明:所提方法提取的匹配点数、拼接所消耗时间明显低于采用SIFT算法,同时匹配效率也高于后者.此方法降低了运算复杂度的同时,图像拼接实时性也得到提高.