高效的光照、旋转、尺度不变纹理分类算法

纹理图像中存在的光照、旋转、尺度变化使纹理分类成为一个极具挑战性的问题.针对传统的纹理分类算法在同时解决光照、旋转、尺度变化问题和实时性方面存在的不足,提出一种高效的光照、旋转、尺度不变纹理分类算法.首先利用原始图像及其2次高斯滤波图像构造尺度空间,采用带邻域主导方向的完备局部二值模式算法在不同尺度上提取光照、旋转不变的纹理特征;然后利用跨尺度取模式最大值的方法获得尺度不变的纹理特征;最后利用最近子空间分类器进行分类.在5个有代表性的纹理库上进行实验的结果表明,该算法不需要预先学习,能较好地解决纹理分类中的光照、旋转、尺度变化问题,并具有较高的实时性.     

基于多级纹理特征和Mean-Shift的灰度目标跟踪

由于灰度图像的信息单一,缺乏描述目标的信息,且易受到光照变化的影响,导致灰度图像中的目标跟踪难度较大。为此,提出了一种结合Gabor小波变换特征与旋转不变一致局部二值模式(LBP)纹理描述算子来建立目标的多级纹理特征模型,并采用Mean-Shift来实现目标跟踪的新方法。该算法首先利用Gabor变换提取多尺度、多方向的目标图像特征以扩充特征提取范围,然后应用旋转不变一致LBP算子对这些特征进行编码以增强所提取特征的有效性,最后采用纹理模式联合概率直方图建立目标的多级Gabor-LBP纹理特征模型,并通过Mean-Shift算法来实现目标的跟踪。实验结果表明,该算法可以有效地克服光照变化、混乱及目标旋转的影响。     

基于局部排序差值细化模式的纹理图像分类EI北大核心CSCD

针对传统局部二值模式及其扩展算法存在特征维度高、不能充分体现局部邻域像素间差值大小信息等问题,提出一种局部排序差值细化模式(LSDRP).首先根据采样半径大小对图像进行相应规格的高斯滤波,并按灰度值将局部邻域采样点排序;然后计算局部排序邻域内像素间的差值并将其融入排序二值编码对应位置的权值中,从而生成LSDRP特征;最后选取LSDRP特征模式中的高频模式表征图像,并级联多个半径下LSDRP特征的高频模式构成图像纹理的多尺度表示.在Outex,CUReT和UMD纹理库上的实验结果表明,所提算法计算简单且能在低维度条件下有效解决纹理分类中存在的光照、旋转变化问题;特别是在TC10,TC12_000和TC12_001纹理库上仅需120维特征即可分别达到100%,99.38%和99.72%的分类精度.     

增强成对旋转不变的共生扩展局部二值模式

目的 针对成对旋转不变的共生局部二值模式（PRICoLBP）算法对图像光照、旋转变化鲁棒性较差,且存在特征维度过大的问题,提出了一种可融合多种局部纹理结构信息的有效特征——增强成对旋转不变的共生扩展局部二值模式。方法 首先,对图像各像素点的邻域像素点灰度值进行二值量化得到二值编码序列,并不断旋转二值序列得到以不同邻域点作为编码起始点对应的LBP值;然后,分别利用极大、极小LBP值对应的邻域起始编码点和中心像素点确定两个方向矢量,并沿这两个方向矢量在两个不同尺度图像上选取上下文共生点;其次,利用扩展局部二值模式（ELBP）算法的旋转不变均匀描述子来提取上下文共生点对的中心像素灰度级、邻域像素灰度级及径向灰度差异特征间的相关性信息;最后,用上下文共生点对的特征直方图训练卡方核支持向量机,检测纹理图像类别。结果 通过对Brodatz、Outex （TC10、TC12）、Outex （TC14）、CUReT、KTH-TIPS和UIUC纹理库的分类实验,改进算法的识别率比原始的PRICoLBP算法识别率分别提高了0.32%、0.57%、5.62%、3.34%、2.1%、4.75%。结论 利用像素点LBP特征极值对应的起始编码序列来选取上下共生点对,并用ELBP算法提取共生点对局部纹理信息,故本文方法能更好描述共生点对间的高阶曲率信息及更多局部纹理信息。在具光照、旋转变化的Outex、CUReT、KTH-TIPS纹理库图像分类实验中,所提方法比原始PRICoLBP算法取得了更高的识别率。实验结果表明,改进算法相比于原始算法能在较低的特征维度下对图像光照、旋转变化具有较好的鲁棒性。     

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。     

多特征融合的场景图像分类算法

提出了一种Gabor-LBP频域纹理特征与词包模型语义特征相结合的场景图像分类算法.利用Gabor变换得到的频域信息,及对应的LBP特征,与视觉词包模型（BOW）提取的语义特征自适应相融合,实现分类.为了验证本文算法,利用两个标准图像测试库进行比较测试,实验结果表明,本文算法在改善图像纹理表达上具有明显优势,特别是对于图像的光照、旋转、尺度都具有很好的鲁棒性.     

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.     

成对旋转不变的共生自适应完全局部三值模式

针对成对旋转不变的共生局部二值模式（PRICoLBP）旋转不变性较差及其相关改进算法EPRICoELBP对光照变化和噪声干扰较为敏感的问题,提出了一种增强成对旋转不变的共生自适应阈值完全局部三值模式。通过自适应阈值局部三值模式（ALTP）将图像分成Upper和Lower模式;分别在两种模式中找出像素点LBP特征极大、极小值对应的邻域起始编码点,利用中心像素点与其LBP特征极大、极小值对应的邻域起始编码点作为方向矢量,来确定中心像素点的上下文共生点对;利用自适应阈值完全局部三值模式（ACLTP）提取Upper和Lower模式中共生点对的局部纹理信息;联合上下文共生点对的特征直方图训练卡方核支持向量机,进行纹理图像识别检测。在应用广泛的Brodatz、Outex（TC10、TC12-h、TC12-t、TC14）、CUReT、KTH_TIPS、UIUC标准纹理库中,该算法相较于原始的PRICoLBP算法和其他算法在分类准确率上均有一定的提升,且在添加了高斯噪声和椒盐噪声的KTH_TIPS纹理库中,该算法依旧保持了较高的分类准确率。实验结果表明,该算法对旋转、光照变化和噪声干扰具有较强的鲁棒性。     

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.     

基于多尺度LBP金字塔特征的分类算法

为有效解决旋转变化、光照变化和尺度变化等图像的分类问题,提出一种基于多尺度局部二元模式(LBP)金字塔特征的图像分类算法。通过多尺度LBP金字塔提取各尺度的图像纹理特征,建立图像的多尺度LBP金字塔直方图,并将其作为图像特征向量,采用K-means方法对该特征向量进行降维,以用于图像分类。同时,针对传统二进制权值分布方法对噪声敏感的缺点,提出一种多端权值分布方法。实验结果表明,多尺度LBP金字塔方法具有较好的可鉴别性及图像描述能力,而多端权值分布法也能提高图像的分类精度。     

基于边缘模式和主导学习框架的相似纹理分类

边缘是进行相似纹理图像分类的有效特征之一,为了提高边缘检测精度,使用可变化的局部边缘模式（Varied Local Edge Pattern,VLEP）算法,利用像元及其近邻的灰度变化进行区域统计,同时从多尺度和多方向的角度提取纹理边缘特征。然而,当图像分辨率发生变化,或图像受到光照、反射的影响时,纹理计算可能会出现较大偏差。为此,在VLEP算法的基础上,提出主导学习框架相似纹理分类方法,通过构建全局主导模式集,解决纹理计算偏差导致的类间距离小和类内距离大的问题。实验结果表明,主导边缘模式思想可以有效地提高相似纹理图像的分类准确率。     

基于角度径向变换的旋转不变纹理分类

纹理分类广泛的应用于医学图像分析等领域,纹理图像的采集因拍摄角度的变化产生一定的旋转,本文提出一种基于角度径向变换的旋转不变纹理分类方法。首先采用角度径向变换方法对图像进行特征提取,分别得到图像的角向特征向量和径向特征向量;然后将提取出的2组特征向量结合起来作为图像的整体特征向量,利用K近邻特征空间距离的分类方法进行纹理分类。选取Brodatz纹理库中的图像进行纹理分类测试,实验结果表明,该算法具有较好的旋转不变纹理分类效果。     

用于纹理特征提取的改进的成对旋转不变共生局部二值模式算法

针对用于纹理特征提取的成对旋转不变共生局部二值模式（PRICoLBP）算法计算特征维度大、旋转不变性较差、对光照变化敏感的问题,提出一种融合局部纹理信息的改进PRICoLBP算法。首先,分别最大化和最小化图像像素点的二值序列,得到两个邻域像素点的坐标,由中心像素点坐标和得到的邻域像素点坐标计算出共生点对的坐标;其次,利用完备二值模式（CLBP）算法提取图像的每个像素点的纹理信息。在相同分类器下,对Brodatz、Outex（TC10,TC12）、Outex（TC14）、CUReT和KTH_TIPS数据库的分类实验中,所提算法的识别率比PRICoLBP算法分别提高了0.17、0.24、2.65、2.39和2.04个百分点。实验结果表明,所提算法在处理纹理旋转变化、光照条件多样的图像时具有较好的识别效果。     

基于Radon变换的纹理图像多尺度不变量分析算法

为了更好地进行图像纹理分析,提出了一种基于Radon变换的不变量纹理识别算法。该算法首先利用Radon变换将图像投影到1维空间,然后通过对投影数据进行一种平移和比例不变的自适应小波变换来构造出具有比例和平移不变性的图像的特征矩阵。这种通过对特征矩阵进行多尺度分析得到的多尺度能量特征不但具有平移、比例和旋转不变性,而且反映出了纹理图像在不同尺度上的能量分布特征。在特征提取完成以后,即可利用支撑向量机进行分类。同其他方法的比较说明,该算法可较好地描述纹理特征,并可完成纹理识别。     

尺度不变单样本人脸识别方法

人脸识别是近年来图像处理、模式识别等领域的研究热点,但其面临的小样本空间、图像旋转、尺度变化等难题一直制约着人脸识别技术的发展与应用。为此,提出一种针对单样本人脸识别,提取尺度不变特征和样本脸进行匹配的识别方法:通过提取并匹配人脸图像的尺度不变特征得到特征点匹配关系,用以估计和校正图像间的旋转、尺度变化,并得到相对输入人脸图像尺度、旋转不变的样本脸,再使用子区域归一化互相关算法快速计算样本脸与输入图像之间的匹配程度,最后基于联合判决器综合特征点、样本脸两级匹配置信度综合判定识别结果。该方法有效结合了SIFT尺度不变特征对于旋转、尺度和光照变化稳定不变的优势,对于弱纹理图像也能够有效识别,具有较强的鲁棒性和适应性。     

基于局部特征多轴旋转不变特性的纹理图像分类算法

采用非量化的局部特征设计出一个稳健的纹理描述符,以便增强旋转和尺度变化时纹理分类的鲁棒性。首先,引入了局部特征的旋转对称性的概念,提出了一种新颖的局部特征来描述纹理的旋转不变特性。为了处理剧烈的旋转、尺度等变化,利用费舍尔向量编码方法对纹理特征量进行多尺度分析,在不增加局部特征维度的同时又能结合尺度信息,由此产生的局部特征对旋转、灰度变化都有较强的鲁棒性。实验结果表明,所提方法的评估结果在许多数据集上都远远超过了现有最优算法,大大提高了纹理分类的精度。     

多级小波分解与LBP融合的纹理提取算法

为提高不同光照、不同角度条件下的纹理识别精度,提出了一种利用多级小波分解和多尺度旋转不变LBP融合的纹理提取算法。算法在传统的LBP特征提取基础上,采用多尺度的旋转不变LBP算子分别对多级小波逼近图像提取直方图序列特征向量,与各级小波能量进行加权融合,获取更多的纹理信息,对光照和角度的变化有更高的鲁棒性。仿真结果表明,相对传统的LBP特征提取算法,改进的算法具有更高的纹理识别率。     

多模式共生的彩色纹理图像分类方法

针对单一方法进行纹理图像分类时易受旋转、光照等干扰的情况,提出了一种结合颜色特征和纹理特征的共生纹理分类方法。将图像转换到HSV颜色空间后,对◢H◣通道使用SLIOP算法以及对◢S和V◣通道用CLBP算法提取特征,然后将各自提取到的特征进行串联共生,最后利用支持向量机对纹理图像进行分类。基于被广泛使用的纹理图像数据库,对提出方法与其他典型分类算法进行实验对比,分析表明在分类的准确率和计算效率上获得了较大提升。实验结果表明,提出了方法具有较强的旋转不变性、光照不变性以及抗噪性。     

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...     

基于纹理图像分析的生物视觉模型不变性评价

基于纹理图像,从计算机视觉角度对生物视觉模型——视皮层目标识别的标准模型进行定量分析与评价。对原始图像分别进行尺度、旋转及仿射等变化,利用标准模型提取变化后图像的生物视觉特征,再根据提取的生物视觉特征对纹理图像进行分类,采用图像分类结果的曲线下面积来定量分析和评价生物视觉模型是否具有不变性。大量与局部二元模式特征的对比实验表明,该模型提取的生物视觉特征对于纹理图像具备优良的尺度、旋转与仿射不变性。