图像多尺度配准的小波域SURF算法

针对SURF描述子仅利用特征点的局部邻域信息而对于局部场景发生变化的图像容易产生误匹配的现象,提出了图像多尺度配准的小波域SURF算法。该方法对图像进行小波分解,利用低分辨率上得到的变换参数剔除高分辨率上的错误匹配,得到精确匹配点对,对图像进行配准。实验结果表明,该方法能有效地剔除误匹配点,提高图像配准的精度。     

一种改进的抗几何攻击彩色图像水印算法

提出一种基于加速鲁棒性特征算法（Speed-Up Robust Features,SURF）的抗几何攻击彩色图像水印算法。首先,在彩色图像中的红色分量中检测SURF特征点,并且生成SURF特征描述算子。然后,利用二级离散小波变换（Discrete Wave-let Transform,DWT）得到图像蓝色以及绿色分量的低频信息,并对其进行奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）。最后将经过一级小波变换后的水印图像对应嵌入彩色图像蓝色分量和绿色分量的低频区域之中。实验结果表明,嵌入水印后的图像在经过几何攻击后,其提取的水印与原水印仍具有较高的相似度,该算法具有较好的鲁棒性。     

基于距离融合的图像特征点匹配方法

针对ORB算法中特征点缺乏尺度不变性导致算法误匹配率高,以及二进制鲁棒独立基本特征（BRIEF）算法的描述子易受噪声影响的问题,提出了改进的特征点匹配方法。采用加速的具有鲁棒性的特征（SURF）算法进行特征点提取,利用带有方向信息的BRIEF算法进行特征点描述;在特征点邻域内选取随机点对,并对随机点对的灰度大小比较和相似度比较分别进行编码,采用汉明距离计算两种编码的差异;利用自适应加权融合的方式实现特征点相似性距离度量。实验结果表明,改进方法对于尺度变化、光照变化以及模糊变化的图像具有更好的适应性,与传统ORB特征点匹配方法相比能够获得更高的特征点正确匹配率,且该特征点匹配方法可用于改善图像拼接的性能。     

结合快速鲁棒性特征改进ORB的特征点匹配算法

针对定向二进制简单描述符（ORB）算法不具备尺度不变性的问题,提出一种结合快速鲁棒性特征（SURF）算法和ORB的改进算法。首先,利用Hessian矩阵检测特征点的方法,使得提取出的特征点具有尺度不变性;然后,用ORB生成特征描述子;接着采用K-近邻算法进行粗匹配;最后,通过比率测试、对称测试、最小平方中值（LMedS）定理进行提纯。尺度变化时,该算法比ORB的匹配精度提高了74.3个百分点,比SURF的匹配精度提高了4.8个百分点;旋转变化时,该算法比ORB的匹配精度提高了6.6个百分点;匹配时间高于SURF低于ORB。实验结果表明,改进算法不仅保持了ORB的旋转不变性,而且具备了尺度不变性,在不失速度的前提下,匹配精度得到较大提高。     

基于二进制鲁棒不变尺度关键点-加速稳健特征的自然特征虚实注册方法

针对基于视觉的增强现实(AR)中虚实注册的准确率和实时效果受光照、遮挡和视角变化影响大,易导致注册失败的问题,提出一种基于二进制鲁棒不变尺度关键点-加速稳健特征(BRISK-SURF)算法的自然特征虚实注册方法。首先,利用加速稳健特征(SURF)特征提取算子检测特征点;然后,采用二进制尺度旋转不变鲁棒(BRISK)特征描述算子对特征点进行二进制描述,结合汉明距离实现准确高速的特征匹配;最后,根据图像间的单应性关系实现虚实注册。从图像特征匹配和虚实注册两方面进行实验,结果显示BRISK-SURF算法的平均准确率与SURF算法基本保持一致,比BRISK算法提高了约25%,平均召回率提高了约10%;基于BRISK-SURF的注册方法的结果接近参考标准数据,精度较高,实时性较好。实验结果表明,所提方法对于光照、遮挡和视角情况不同的图像具有较高的识别准确度、注册精度和实时效果。另外,使用此方法实现了基于AR的交互式旅游资源呈现与体验系统。     

基于SURF特征提取的遥感图像自动配准

基于SURF（Speeded UpRobust Features）特征点提取是目前比较流行的图像配准方法．本文在SURF基础上,提出一种基于分块策略的改进方法：首先采用分水岭分割法确定图像的分块数量,然后对图像进行分块,每个子块提取一定数量的特征点,以便实现特征点的均匀提取;再通过稀疏特征树法找出匹配的特征点对;最后用RANSAC算法剔除错误匹配特征点对,同时计算参考图像与待配准图像的变换关系．实验表明,该方法能够高效、快速地解决遥感图像的自动配准问题．     

基于显著图的输电线路杆塔图像拼接方法

无人机拍摄的输电线路杆塔图像分辨率高且背景复杂,基于传统特征点的拼接算法在背景中检测出大量的特征点增加了图像匹配的时间,影响了杆塔的匹配精度。针对该问题提出了一种既稳定又具有较小时间开销的输电线路杆塔图像自动拼接方法,利用改进的显著性检测算法得到杆塔图像的显著图,将图像的前景与背景分离,减少了背景对图像中杆塔拼接效果的影响;并采用基于定向的加速分割检测特征(FAST)和旋转不变性的二进制鲁棒独立元素特征(BRIEF)描述子(ORB)特征点的图像匹配算法,以提高特征点提取和匹配的速率;最后利用多尺度融合策略得到最终的拼接结果。实验结果表明,所提方法具有较好的拼接效果和拼接效率。     

基于改进SURF的图像匹配算法

本文针对传统SURF (Speeded Up Robust Features)算法精度和速度较低的问题, 提出一种优化的图像匹配算法. 在特征点提取阶段引入局部二维熵来刻画特征点的独特性, 通过计算特征点的局部二维熵并设置合适的阈值来剔除一部分误点; 在匹配阶段用曼哈顿距离代替欧式距离, 并引入最近邻和次近邻的概念, 提取出模板图像中特征点与待匹配图像中特征点曼哈顿距离最近的前两个点, 如果最近的距离除以次近的距离得到的比值小于设定的阈值T, 则接受这一对匹配对, 以此减少错误匹配. 实验结果表明该算法优于传统算法, 精度和速度均有一定程度的提高.     

基于平面单应性的单目视觉里程计设计

针对如何准确获取位姿信息来实现移动机器人的避障问题,提出一种可用于实时获取移动机器人位姿的单目视觉里程计算法。该算法利用单目摄像机获取连续帧间图像路面SURF（Speeded Up Robust Features）特征点;并结合极线几何约束来解决路面特征点匹配较难的问题,通过计算平面单应性矩阵获取移动机器人的位姿变化。实验结果表明该算法具有较高的精度和实时性。     

A new robust video watermarking algorithm based on SURF features and block classification

In this paper, we propose a robust block classification based semi-blind video watermarking algorithm using visual cryptography and SURF (Speed-Up Robust Features) features to enhance the robustness, stability, imperceptibility and real-time performance. A method of selecting the best frames in each shot and the best regions or blocks within best frames is proposed to avoid employing frame–by-frame method for generating owner’s share in order to enhance robustness as well as reducing time complexity. In our method, Owner’s share is generated using the classification of selected robust blocks within the chosen frames along with corresponding watermark information. In extraction process, the SURF features are employed to match the feature points of selected frames with all frames to detect selected frames. Moreover, we resynchronize the embedded regions from distorted video to original sequence using SURF feature points matching. Afterwards, based on these matched feature points, rotation and scaling parameters are estimated next, selected blocks are retrieved using side information being stored eventually, watermark information is reconstructed successfully. Selecting Best frames, best regions, and employing surf features make our method to be highly robust against various kinds of attacks including image processing attacks, geometrical attacks and temporal attacks. Experimental results confirm the superiority of our scheme in case of being applicable in the real world, enhancing robustness and exploiting idea imperceptibility, over previous related methods.     

基于SURF算法和SC-RANSAC算法的图像配准

提出了一种融合SURF算法和SC-RANSAC算法的图像配准方法。首先利用SURF算法提取待匹配图像的特征, 然后用最近邻方法找出匹配点, 最后运用SC-RANSAC算法剔除错误的匹配点, 实现图像的正确配准。实验结果表明, 该方法在保持较高的特征点正确匹配率的前提下, 配准速度高于SURF和RANSAC相结合的方法和SIFT和RANSAC相结合的方法。     

基于改进ORB算法的虚实注册方法

针对增强现实(AR)中虚实注册的精度和实时性易受图像纹理和不均匀光照影响的问题,提出一种改进的ORB算法予以解决。首先,设置ORB特征点数量和距离阈值对图像特征点稠密区域进行优化,利用并行算法保留特征值较大的N个特征点;然后,采用离散差异特征增强光照不均匀变化时的稳定性,将改进的ORB与词袋(BOF)模型结合,实现基准图像的快速检索;最后,利用图像间的单应性关系实现虚实注册。从准确性和实时性两方面对提出的改进ORB算法与原始ORB算法、尺度不变特征变换(SIFT)算法和加速稳健特征(SURF)算法进行了对比实验分析,结果显示改进ORB算法的注册时间平均降低了约40%,准确性达到了95%以上。实验结果表明,所提出的算法在不同纹理和不均匀光照的情况下,具有更高的实时性、准确性。     

基于SURF和形状上下文的人脸匹配算法

针对人脸匹配在光照、姿态、表情等背景因素影响下匹配正确率低的问题,本文提出一种基于SURF(Speeded up Robust Features)和形状上下文(Shape Context, SC)的人脸图像匹配算法。在对图像进行人脸区域检测和重构积分图预处理的基础上,本文利用两次SURF算法提取人脸特征点并匹配,第一次用SURF进行粗匹配得到初始匹配集,并据此计算待匹配人脸图像间的尺度差和角度差,以此作为约束条件第二次进行SURF精匹配,以获得更多的匹配点对,最后采用不依赖位置信息的形状上下文算法剔除误匹配点对。在IMM和Georgia人脸数据库上与目前流行的人脸匹配方法进行实验对比,实验结果显示本文算法有效增加了匹配点对数目,并提高了人脸图像匹配正确率,具有更好的稳定性和鲁棒性。     

基于结构信息的图像拼接算法

研究了纹理较多、噪声较大的两幅或多幅的图像拼接问题.两幅图像拼接时,提取图像特征点的好坏对图像拼接结果有很大影响.经典的SIFT算法是一种较好的局部特征点提取算法.而对于纹理较多,噪声较大的图像中,SIFT算法会提取数量较大的特征点,影响匹配的准确性和速度.本文提出基于结构信息的图像拼接算法（SKM,Structual Keypoint Matching）,利用RTV算法提取图像的信息结构,有效地去除图像中的纹理噪声.去噪后,利用SIFT算法提取特征点进行匹配,最后利用RANSAC算法对匹配点对进行筛选,提高准确度.通过由SKM算法得到的变换矩阵H作用于原始图像,完成图像的拼接.     

基于加速鲁棒特征的眼底图像配准改进方法

为保证眼底图像配准精度,同时降低时间损耗,提出一种改进的基于加速鲁棒特征的眼底图像配准方法。该方法在提取眼底图像加速鲁棒特征的基础上,利用BBF算法和特征的方向特性和空间一致性检测得到初始匹配特征序列,并给出层次估计与模型选择技术相结合的方法,以求解图像之间的变换参数。通过进一步配准修正获得更好的变换参数。实验结果表明,该方法获得的配准精度均方根误差值均小于1,并能够在满足精度要求的同时提高效率。     

基于兴趣点综合特征的图像检索

针对环形区域能更好地表达像素空间分布的特点,将其引入到Gabor小波纹理特征中,提出了一种基于兴趣点环形区域颜色和纹理特征的图像检索算法。首先采用自适应平滑滤波器对图像进行滤波处理,消除噪声的影响并利用快速鲁棒特征(SURF)算子检测兴趣点;然后计算兴趣点周围局部区域内环形颜色直方图及纹理特征,将其作为图像的综合特征;最后根据图像综合特征相似度,输出相似图像。实验结果表明,该算法使平均检索准确率提高至少7％。     

基于中心环绕滤波器检测的图像特征点匹配算法

针对传统图像匹配算法特征点检测稳定性和准确性差的问题,提出一种尺度不变性的基于中心环绕滤波器检测（SCFD）的图像特征点匹配算法。首先,构建多尺度空间,利用中心环绕滤波器检测图像在不同尺度下的特征点,采用Harris方法和亚像素插值获得稳定的特征点;其次,联合快速定向旋转二进制稳健基元独立特征（BRIEF）（ORB）算法确定特征点的主方向,构建特征点描述算子;最后,采用汉明距离完成匹配,通过最小平方中值（LMedS）定理和最大似然（ML）估计剔除误匹配点。实验结果表明,在尺度变化时,所提算法的匹配精度达到96.6%,是ORB算法的2倍;其运行时间是尺度不变特征变换（SIFT）的19.8%,加速鲁棒性特征（SURF）的28.3%。所提算法能够有效提高特征点检测的稳定性和准确性,在视角、尺度缩放、旋转、亮度等变化的情况下具有较好的匹配效果。     

基于颜色不变量和SURF的彩色图像拼接

提出了一种基于颜色不变量和SURF算法相结合的彩色图像拼接方法。该方法利用图像彩色信息计算得到的颜色不变量信息代替灰度信息作为输入,提取图像SURF特征点并进行特征点匹配,根据相似性变换原理对误匹配点进行过滤,提高变换矩阵计算的准确率,采用亮度渐变原则对重叠区域进行像素平滑过渡,实现图像无缝拼接。实验结果表明,该方法在保持算法的快速性和准确性的同时,获得的配准点多而且准确,采用亮度渐变原则拼接增强了对光照变化的鲁棒性,且有效地消除了拼接痕迹,在图像拼接和地质分析领域有一定的实用价值。     

基于兴趣点定位的局部方向模式人脸识别方法

为了解决局部方向模式（LDP）在人脸特征提取过程中采用固定的平均分块方式,不能自适应突出不同样本特征的这一问题,提出一种基于兴趣点定位的改进LDP人脸特征提取方法。兴趣点所在位置特征信息丰富,其根据不同图像自动分布,可以突出不同图像的不同特点。首先定位人脸图像的加速鲁棒特征（SURF）特征点,并通过K-means聚类算法优化兴趣点的数量,确定兴趣点位置;之后以每个兴趣点作为中心建立LDP特征提取窗口,计算其4方向LDP编码,得出图像的特征向量;最后,采用支持向量机（SVM）对人脸进行识别分类。使用该改进算法分别在FERET和Yale数据库中进行实验,并与原始LDP、4方向的LDP方法（4-LDP）、融合PCA与LDP的特征提取算法（PCA-LDP）进行了比较,实验结果表明,所提出的特征提取方法在保证系统实时性的同时,可以有效提高人脸识别的准确率与稳定性。     

基于SURF特征点的自主空中加油定位研究

针对硬式空中加油技术中加油插座的定位问题,提出了一种结合SURF(Speeded-up Robust Features)特征点的双目立体视觉定位方法,确定了加油插座的空间位置,实现伸缩管和加油插座的精确对准。基于SURF匹配算法,对双目视觉系统采集的左右图像进行目标检测,并获取匹配目标的SURF特征点,通过空间误匹配点对的剔除和目标点坐标的计算,确定左右图像中具有空间位置一致性的目标点(即加油插座),从而恢复目标点的三维信息。实验结果表明,结合SURF方法能够有效地对加油插座的空间位置进行定位,具有一定的实用价值。