一种评价仿射不变性特征定位误差的新方法

特征点匹配是计算机视觉中的一个基本问题。不同视点图像中相应特征点邻域窗口之间存在几何上的透视畸变,这可用平面单应映射来表示,而目前大多匹配算法将该映射用仿射变换模型来近似,即用具有仿射不变性的特征进行图像的匹配。仿射变换的线性特点不仅能降低算法复杂度,还能保证迭代过程收敛的稳定性,然而并没有人对该近似的可行性及如何减小近似误差给出定量分析。本文首先回顾了各种几何层次上的特征点匹配策略,重点针对具有仿射不变性特征点的定位误差进行研究和定量分析,通过本文提出的椭圆曲线规范化法推导出该近似所造成相应特征点定位误差的解析表达;然后用真实图像的实验结果验证了本文分析方法的必要性和正确性;最后给出相应的分析结果和结论,并指出提高大基线图像特征点匹配精度的相应措施。     

基于SIFT算法的数字图像大变形测量技术研究

提出了一种基于尺度不变特征变换（SIFT）算法的大变形测量方法。该方法首先精确地提取出变形前后两幅图像的SIFT特征点,然后生成每个SIFT点的特征描述子,并利用该描述子对SIFT点进行匹配,得到这两幅图像特征点对应的坐标,最后使用仿射变换求出全场位移和应变参数。将该方法运用到模拟散斑图像中,并与基于差分进化算法的DIC方法进行对比。实验结果表明,所提算法不仅能够克服传统方法在转角大于7°容易失效的问题,还可以以较高的精度和效率计算出形变参数。     

改进的SIFT邻域投票图像匹配算法

针对传统图像匹配算法在几何差异场景下匹配精度低的问题,提出一种改进SIFT特征描述符和邻域投票相结合的图像匹配算法。使用8个邻域像素的平均值代替原始极值点,通过SIFT提取图像中的特征点,利用Sobel算子计算特征点的梯度幅度和方向,结合8个仿射形式的同心圆邻域生成64维描述符,根据欧氏距离确定初始匹配点,采用邻域投票的方法剔除错误的匹配点,实现图像的精确匹配。实验结果表明,该算法在显著提高匹配精度的同时缩短了匹配时间,对复杂场景的匹配性能明显提升。     

基于角点特征的自动图像配准

针对图像配准对时间和精度的需求,本文提出适用于角点特征的配准算法：提取两幅图像的角点构造三角形,计算三角形的角度,寻找两幅图像对应的相似三角形,用三角形的顶点坐标求得仿射变换系数,参考图像进行仿射变换,与待配准图像比较相似性,最大相似性对应的变换图像为配准结果。引入强角点和Harris角点对该算法进行验证。与Fourier-Mellin和基于RANSAC寻找匹配点对角点配准算法比较,实验数据表明该算法的快速准确,并具有一定的抗噪性。     

基于最大池的谱特征匹配算法

为了提高基于谱特征的图像匹配算法的精度和鲁棒性,提出了一种基于最大池的谱特征匹配算法。首先,利用图像特征点邻域信息提取具有旋转不变性和亮度线性变化不变性的谱特征;其次,将以谱特征描述的特征点作为节点、特征点之间的欧氏距离作为边构造属性关系图,将图像匹配问题转化为图匹配问题;最后,引入最大池匹配策略获取图匹配结果。大量实验结果表明,该算法提高了谱特征匹配算法的精度和鲁棒性。     

高效的图模型点模式匹配算法

点模式匹配的概率图模型具有很好的匹配精度,但是计算复杂度较高,当隔离子中包含异常点（outlier）时匹配精度会受到较大的影响。为了提高匹配的速度和精度,提出了一种由粗到精的图模型点模式匹配算法。利用包含特征点的窗口,用标准化互相关方法对特征点进行粗匹配,以减少异常点的数量,提高后续匹配方法的速度和精度。提出了一种新的点模式匹配的概率图模型,这种图模型能综合利用特征点的位置信息和包含特征点的邻域的灰度信息。利用提出的概率图匹配方法对粗匹配所得到的点对进行分段匹配,得到精确的匹配结果。对光学图像和遥感图像的匹配实验显示该方法能显著减少点模式匹配时间,提高匹配的精度。     

基于Laplace的LSSIM图像配准算法

提出一种基于Laplace变换的图像配准算法. 首先利用经典的角点检测算法提取待匹配图像的特征点或角点; 其次利用相位相关法估算出两幅图像的重叠区域, 以缩小匹配范围; 然后对角点邻域模板区域施行Laplace变换; 最后利用基于改进的SSIM (结构相似性)作为相似性度量准则建立特征点之间的匹配关系. 实验结果表明, 该方法可以很好的完成特征点匹配, 匹配点对充足且具有很高的准确率, 而且对亮度差异具有一定的鲁棒性, 从而保证图像配准精度.     

基于颜色和几何特征的图像特征点匹配算法

提出一种基于颜色和几何特征的图像特征点匹配算法。首先提取两幅图像特征点集邻域色调的局部累加直方图,然后结合图像特征点的几何特征构造亲近矩阵,再对亲近矩阵进行奇异值分解(SVD),利用分解的结果构造出一个反应特征点之间匹配程度的关系矩阵,最后根据关系矩阵实现两幅图像的特征点匹配。实验结果显示,这种图像特征点匹配算法对真实图像的平面旋转和立体旋转都具有较高的匹配精确度。     

基于颜色和几何特征的图像特征点匹配算法

提出一种基于颜色和几何特征的图像特征点匹配算法。首先提取两幅图像特征点集邻域色调的局部累加直方图，然后结合图像特征点的几何特征构造亲近矩阵，再对亲近矩阵进行奇异值分解（SVD），利用分解的结果构造出一个反应特征点之间匹配程度的关系矩阵，最后根据关系矩阵实现两幅图像的特征点匹配。实验结果显示，这种图像特征点匹配算法对真实图像的平面旋转和立体旋转都具有较高的匹配精确度。     

一种基于SIFT特征的快速逐层遥感图像配准方法

当前SIFT特征分层配准方法中存在特征点匹配复杂度高以及不同时相地物变化导致特征点误匹配等问题,提出一种基于SIFT特征的“低分辨率配准\,高分辨率验证”快速逐层遥感图像配准方法。该方法针对同源同分辨率不同时相的遥感图像,通过在金字塔的低分辨率图层匹配特征点对并建立仿射变换模型,在金字塔的高分辨率图层评估并修正模型。实验表明：提出的方法在保证配准精度的前提下,有效提高了配准算法的效率。
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遥感影像空间分治快速匹配

目的 图像匹配是遥感图像镶嵌拼接的重要环节,图像匹配技术通常采用两步法,首先利用高维描述子的最近和次近距离比建立初始匹配,然后通过迭代拟合几何模型消除错误匹配。尽管外点过滤算法大幅提高了时间效率,但其采用传统的两步法,构建初始匹配的方法仍然非常耗时,导致整个遥感图像拼接的速度提升仍然有限。为了提高遥感图像匹配的效率,本文提出了一种基于空间分治思想的快速匹配方法。方法 首先,通过提取图像的大尺度特征生成少量的初始匹配,并基于初始匹配在两幅图像之间构建成对的分治空间中心点;然后,基于范围树搜索分治空间中心点一定范围内的相邻特征点,构造成对分治空间点集;最后,在各个分治空间点集内分别进行遥感图像特征的匹配。结果 通过大量不同图像尺寸和相对旋转的遥感图像的实验表明,与传统的和其他先进方法相比,本文方法在保证较高精度的同时将匹配时间缩短到1/1001/10。结论 利用初始种子匹配构建分治匹配中心以将图像匹配分解在多个子区间进行的方法有助于提高遥感影像匹配的效率,该算法良好的时间性能对实时遥感应用具有实际价值。     

结合SURF特征和RANSAC算法的图像配准方法

提出了一种基于SURF特征和RANSAC算法的图像配准方法。首先通过SURF算法对图像进行特征点检测,将欧式距离作为相似性测度进行特征点粗匹配,并通过RANSAC算法剔除误匹配点对;然后利用正确的匹配点对求解仿射变换模型从而实现图像的精确配准。实验结果表明了该方法的精确性和有效性。     

基于Hausdorff距离图象配准方法研究

图象配准是图象融合的一个重要步骤，为此提出了一种自动图象配准算法，该算法从两幅待配准的图象中分别抽取特征点，然后选用Hausdorff距离对两特征点集进行匹配，得到点集间的仿射变换，从而实现图象的自动配准，此算法以特征点而不是物体边缘计算仿射变换，大大降低了计算Hausdorff距离的运算量；同时，基于Hausdorff距离的图象匹配只需要点集之间的对应，而无须点与点的对应，因而可以使用于存在较大物体形变的情况，即完成两幅差异较大图象的配准，实验结果证明了算法的有效性。     

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。     

结合SIFT变换与Otsu匹配的彩色眼底图像拼接方法

针对多幅单模彩色眼底图像的拼接问题,提出一种基于尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform,SIFT）与最大类间方差（Otsu）匹配的拼接方法。为克服光照不均对特征提取造成的影响,采用SIFT变换提取眼底图像特征点;利用Otsu剔除误匹配点,提高特征点的匹配精度;在此基础上,计算匹配点对之间的仿射变换矩阵,进行图像空间变换实现图像配准,并对配准图像进行融合。结果表明,提出的方法可实现对多幅单模彩色眼底图像的高精度自动拼接,具有很强的鲁棒性。     

改进的基于凸壳仿射不变量的图像识别和配准算法

提出了一种新的基于凸壳和仿射不变量的图像识别和配准的方法。该方法利用从参考图和测试图中得到的特征点提取其凸壳,并计算凸壳的仿射不变特征向量。通过比较参考图和测试图特征向量的一致性,建立它们的仿射变换关系,最后利用凸壳内特征点的匹配来实现识别和配准。该方法的优点是即使目标物体被部分覆盖或者缺损,其图像也能够达到较好的识别和配准效果。     

基于特征匹配与运动补偿的视频稳像算法

针对在复杂背景下航拍视频的抖动情况,为了实时输出稳定的视频,提出了一种改进的特征匹配算法与全局运动补偿相结合的视频稳像算法。首先,利用尺度不变的SURF算法提取特征点并计算描述符,再结合快速近似最邻近匹配算法得到匹配点对,并通过双向匹配以及K近邻算法筛选优秀匹配点,从而提高匹配正确率;其次,提出了一种局部区域匹配法,提高了算法处理速度,并避免场景内运动目标对稳像效果的影响。通过建立仿射变换模型,求解相邻帧图像的变换参数,进而对图像进行全局运动补偿。结果表明,该算法速度快、匹配精度高,有良好的视频稳像效果。