结合轮廓与形状特征的仿射形状匹配

目的 针对仿射变换下形状匹配中存在的描述子对形状的描述能力不足,以及描述子计算耗时大的问题,改进基于所有图像点投影的方法,提出一种利用轮廓计算投影面积的仿射形状匹配算法。方法 该算法分为粗匹配和精匹配两个阶段。粗匹配阶段以CSS角点作为备选特征点,首先统计轮廓投影面积分布作为特征点描述子;然后利用动态规划蚁群算法匹配两幅图片公共特征点序列,并将匹配好的特征点序列记为对应的新特征点;最后采用该新特征点划分目标曲线,得到对应的轮廓曲线;这一阶段的目的是对形状的筛选以及寻找一致的轮廓特征点,同时完成轮廓曲线的划分。精匹配阶段,采用小波仿射不变描述子,对粗匹配阶段匹配代价最小的5%的目标进行对应曲线匹配,得到精匹配阶段的匹配代价,从而实现对仿射目标的识别;精匹配弥补了描述子对轮廓细节描述不足的问题。结果 算法的平均检索速度比传统基于形状投影分布描述子提高44.3%,在MPEG-7图像库上的检索效果为98.65%,在MPEG-7仿射图像库上的查准率与查全率综合评价指标比传统的基于形状投影分布描述子高3.1%,比形状上下文高25%。结论 本文算法匹配效果好,效率高,抗噪性强,解决了仿射描述子计算速度慢、描述能力不足的问题,能有效地应用于仿射形状匹配与检索领域。     

改进离散曲线演化的形状匹配算法

为了在形状匹配的过程中提高形状特征对边界噪声和图像变形的鲁棒性,同时兼顾形状匹配算法的检索精度和运算效率,提出一种基于离散曲线演化的形状匹配算法.首先利用改进的离散曲线演化算法对形状轮廓进行特征提取,获得具有重要视觉部件的轮廓;然后计算该轮廓的形状上下文特征描述符;最后利用动态规划算法计算形状上下文特征描述符的相似度.通过在MPEG-7,Kimia以及Swedish Leaf形状数据库上的实验结果表明,该算法对变形目标具有良好的鲁棒性,且提高了运算效率和匹配精度.此外,改进的离散曲线演化算法可与不同形状描述子融合形成新的形状匹配算法.     

基于轮廓分割的形状匹配新方法

提出了基于轮廓分割的形状描述方法,用来进行形状匹配.首先,使用离散曲线演化将形状轮廓简化成具有N个顶点的多边形,并通过去除其中的凹点得到多边形凸点的集合;然后,对由凸点形成的轮廓片段提取角度和曲率特征,得到形状描述子;最后通过匈牙利算法进行轮廓片段之间的距离矩阵的最小代价和计算,从而得到两个形状之间的相似度.基于MPEG-7图像库上的实验证明了本文方法能很好地反映形状的特征,具有较好的匹配效果.     

结合颜色不变量的SIFT和形状上下文图像匹配算法

针对传统图像匹配算法sift和shape-context存在的不足,把这两种算法分别作了改进,并提出一种二者相结合的混合匹配算法。首先在传统sift算法的基础上融入图像的颜色信息,即加入颜色不变量,构建彩色描述子;在shape-context算法中改用基于重心点的形状上下文直方图,代替传统的基于各个轮廓点的形状上下文直方图,生成形状上下文描述子。然后把这两种描述子级联成新的联合描述子,依据设定的新的联合距离对特征点进行匹配,得到初始匹配对。最后利用偏最小二乘法消除误匹配,得到精确匹配点对。实验结果表明,提出的算法能够有效提高图像匹配准确率。     

多维度视觉传达下投影变换图像配准仿真

为优化图像配准后轮廓模糊、总体分布形状不完整等问题,提出一种多维度视觉传达下投影变换图像配准仿真.为保留配准后图像能够完整保留不同分辨率下的特征,采用LOG(Laplacian of Gaussian)算子提取图像轮廓.将每个轮廓形状的描述子视为形状的特征向量,通过傅里叶特征匹配算法匹配提取出的不同图像轮廓,获得轮廓对应点对,将其作为投影变换的映射点,得到配准后图像.仿真中,对比分析所提方法和传统方法的配准效果,结果表明所提方法没有明显的误配准,且图像间的连接平滑自然,具有一定的可行性和有效性.     

辅助身份认证的局部形状上下文手形认证算法

随着技术的发展和对安全性要求的提高,单一生物特征已经很难满足高度机密身份认证的需求,需要进行多特征身份认证,因此提出一种可以用做辅助认证的手形认证算法.该算法不限制图像采集背景,实验中采用了相对难处理的白色背景.先粗分割提取手形样本,后根据样本特征细分割得到手形轮廓,该分割算法能够在含阴影的图像中准确地提取手形轮廓,具有高自适应性和可移植性;同时提出了局部形状上下文手形认证算法,采用局部均匀采样,在局部范围内提取手形的形状上下文特征,根据该特征进行匹配认证.该方法的认证等错误率为3.15％,与其他形状上下文算法相比,在相同时间代价下,等错误率降低了1.5％ ～5％.     

利用傅里叶变换边缘曲线法进行W型轮廓的快速匹配

W型轮廓标靶是一种用于汽车四轮定位的定位标靶,在一幅定位图像中能够快速地检索出与其一致的目标轮廓非常重要。传统的Hu矩、成对几何直方图算法运算速度慢,鲁棒性差。而一些适用于商标图像检索的傅里叶描述子却可以很好地适用于快速轮廓匹配,但是由于在一幅图像中进行目标轮廓的检索引入了过多的轮廓干扰,因此利用形状图像的傅里叶变换提取出轮廓的频谱特征,通过检查目标轮廓对模板轮廓频谱特征的干扰性大小来进行轮廓的相似性度量,并进行算法简化,从而达到轮廓快速匹配的目的。并且其抗干扰能力强,轮廓查找效率高。这说明利用傅里叶变换边缘曲线法进行轮廓形状匹配具有很好的适用性。     

轮廓检测的图像检索方法

在图像检索领域中,形状特征是图像的最重要视觉特征之一,利用形状特征进行检索可提高检索的准确性,但形状边界的自动提取一直是图像处理领域多年的难题。为了提高图像精度和准确性,提出一种基于轮廓检测的图像检索方法,首先用色彩聚类的方法对图像进行预处理,对有意义的聚类区域进行边缘追踪,然后采用基于Snake轮廓检测的算法完成图像分割,提取底层形状特征并用傅立叶描述子加以描述,进行相似度匹配。引入支持向量机的相关反馈算法来提高检索精度。实验结果表明了方法的有效性。     

一种自然人工对象识别与诊断的方法

为了能有效提高识别自然人造对象并诊断其缺陷的效率,提出了一种基于改进的形状上下文实现采集图像和样本图像匹配的方法。该方法对采样图像进行轮廓均匀采样并改进其形状上下文,将采样图像与样本图像进行匈牙利匹配,计算出所有匹配点间欧式距离。对采样图像进行TPS变换,计算匹配点间的欧式距离;根据TPS变换前后匹配点间距离变化比例判定样本图像与采样图像是否是同类图像;在同类图像的基础上计算形状上下文距离,根据匹配代价衡量匹配点集中匹配上的点数实现图像的缺陷诊断。该方法同时实现了图像识别与缺陷诊断,实验结果较好,能应用到架空输电线路直升机巡检系统中。     

拱序列的曲线描述与匹配

目的 曲线匹配是计算机视觉和图像处理中的一个重要问题;判定几何图形形状相似性,得到与人类认知一致的结果,是目前的曲线描述与分类算法不能很好解决的问题。针对曲线匹配和几何图形形状的相似性判定,提出一种有效快速的基于拱序列的曲线匹配与相似性判定算法。方法 提取曲线的角点,将曲线表示为一连串相互重叠的拱序列。对于拱序列中的每一个拱,使用拱描述子进行描述。利用拱描述子,使用动态规划方法,实现对拱序列的匹配和相似性判定。结果 为了验证本文算法,将基于拱序列的曲线描述与匹配方法应用于轮廓的拼接与几何图形的相似性比较。在轮廓拼接实验中,基于拱序列的曲线描述与匹配方法准确完成碎片轮廓的拼接和地图轮廓的拼接。在几何图形相似性的交叉度量实验中,基于拱序列的曲线描述与匹配方法可以准确反映出图形的相似程度,正确判断两幅图像是否属于同一类型。在判定不同相似程度的形状对的实验中,本文算法可以给出与人类判断相同的结果,相比较基于链码特征、多尺度不变量、形状上下文和GCT（geometry complex transform）变换算法,本文算法的距离值更好地反映出图像的相似程度。结论 理论和实验表明,该算法可有效地描述曲线、匹配曲线,及准确判断几何图形的相似性,给出与人类视觉判定一致的结果。该算法可用于基于轮廓的图像拼接和几何图形相似性的判定。     

一种基于多尺度轮廓点空间关系特征的形状匹配方法

针对使用三角形区域表示描述子对相似形状进行匹配时,对微小形变比较敏感 以及区分剧烈变化的不相似形状时判别能力较弱的问题, 提出一种结合轮廓点空间关系特征的多尺度形状特征描述子.通过分析不同尺度下参考点与其他采样点之间的位置关系, 利用对应角度信息来对形状进行表示, 并在此基础上构造出一种新的形状特征描述子.本文所提特征提取方法能对形状的局部及全局信息更准确地描述, 具有较好的鲁棒性和判别能力.在形状特征匹配阶段, 利用轮廓点集顺序关系已知这一优势, 引入动态规划及形状复杂度分析的方法,分析形状间的匹配结果, 能够得到较好的形状匹配精度.通过对不同形状数据集行仿真实验, 证明本文方法能够有效地实现形状识别和检索.     

基于轮廓的形状射线描述模型

提出一种新的基于轮廓的形状描述和匹配方法。提取物体的轮廓并在轮廓上进行等间隔采样,利用参考点到采样点的距离、采样点处的轮廓方向及采样点间的空间关系来直观地表达目标的形状特征;通过在不同尺度、方向和位置进行最大表决来获得形状匹配的尺度、旋转和平移不变性;提出了结合局部和整体特征的相似度评分机制来实现目标的匹配和检测。实验表明,形状的射线描述模型不仅能对具有清晰轮廓的目标进行有效的检索和匹配,也可在复杂的图像背景中检测目标。