基于改进 SIFT的图像快速自适应匹配算法

目的分析SIFT算法特征点描述子生成比较缓慢和匹配过程距离比阈值无法自适应调节的问题,探索一种改进SIFT的图像快速自适应匹配算法。方法通过简化特征点描述子的生成过程,提高算法效率,并通过自适应地调节距离比阈值参数,提高算法的鲁棒性。结果与原算法相比,图像快速自适应匹配算法的匹配点数减少,匹配准确度高,计算时间缩短。结论该算法在匹配效率和准确度方面具有明显优势,能够将计算机视觉用于工业无损检测、印品图像检测、印刷网点图像检测和包装图像检测中,具有较好的推广价值。     

基于改进FAST与分水岭算法的颗粒图像分割

为准确、高效分割粘连颗粒,提出一种改进FAST特征点检测算法,并与基于h-maxima变换的分水岭算法相结合实现粘连颗粒的分割。该算法通过h-maxima分水岭算法得到候选边缘分割点和候选分割线;采用改进FAST算法遍历二值图像边缘获得图像边缘特征点;利用边缘特征点对所有候选边缘分割点进行非极大值抑制得到待边缘分割点;通过待边缘分割点从候选分割线中提取待分割线;利用边缘特征点识别待分割线中的伪边缘分割点,并去除与其相连的分割线;获得正确分割线进行图像分割;对典型颗粒进行分割实验,并与现有3种图像分割算法进行比较。结果表明:该算法相对运算时间最短,分割正确率最高且均大于95%。     

基于APEX算法改进的图像复原算法

在高斯类点扩函数退化图像复原的研究中,提出了一种基于降晰图像频谱特征改进的APEX图像复原算法.该算法采用APEX算法的基本原理,根据图像频谱信息特征,对点扩散函数(PSF)估计过程进行了改进,采用加权最小二乘算法拟合出降晰图像频谱主方向,采用图像频谱主方向上的数据进行PSF估计,以利用更多的有效数据,从而减少PSF的估计误差.针对模拟和实际采集的降晰图像进行实验,采用主观视觉和峰值信噪比进行评价.实验结果表明,改进的算法较使用非主频谱方向上的频谱数据的复原算法在复原效果上有一定的提高.     

基于Shape Context的人机全景自然浏览与交互系统

基于shapecontext提出一种改进的,适用于人体跟踪全景浏览的方法来构建一个摄像头驱动的全景浏览展件。Shape Context是一个内容丰富的特征描述符。它对特征点的位置几何属性要求低,只要是轮廓上的点都可以拿来作为特征点并提取该点的shapecontext来作为图像轮廓的特征描述符。摄像头驱动的全景浏览,浏览者从画布面前走过时画布中的全景跟随浏览者的脚步移动。当浏览者正视画布仔细欣赏全景中的景致时不经意的抬头和底头将会看到仰视和俯瞰不同视角下的景观。     

基于Shape Context的人机全景自然浏览与交互系统

基于Shape Context提出一种改进的,适用于人体跟踪全景浏览的方法来构建一个摄像头驱动的全景浏览展件。Shape Context是一个内容丰富的特征描述符。它对特征点的位置几何属性要求低,只要是轮廓上的点都可以拿来作为特征点并提取该点的Shape Context来作为图像轮廓的特征描述符。摄像头驱动的全景浏览,浏览者从画布面前走过时画布中的全景跟随浏览者的脚步移动。当浏览者正视画布仔细欣赏全景中的景致时不经意的抬头和底头将会看到仰视和俯瞰不同视角下的景观。     

图像融合算法及其改进

图像拼接技术在虚拟现实、全景图像等领域有着广泛的应用,而图像融合是图像拼接中的重要环节。本文在基于sIFT特征点的图像配准技术之上,主要介绍分析了两种图像融合技术——加权平均法和多频段融合,并且对其进行改进,对图像亮度进行调节,从而实现图像的无缝拼接。     

无地面控制点航空图像无缝拼接算法

针对航拍图像拼接中,因为航带中航片拼接误差积累导致拼接后期图像发生扭曲问题,本文提出一种利用捆绑调整技术削弱航片拼接过程中误差累积。该算法采用SIFT（Scale Invariant Feature Transform）进行特征点提取和匹配;结合改进的RANSAC（Random Sample Consensus）对特征点进行提纯,剔除外点;由过滤后的特征点通过最小二乘法计算图像间的单应性矩阵,在此基础上运用捆绑调整法整体优化单应性矩阵进行图像间的拼接,解决了拼接后期图像扭曲问题。最后,通过动态加权的融合方法实现图像接缝处平滑过渡。为验证该算法的有效性,选用真实无人机航拍序列图像进行拼接实验,取得良好的拼接效果。     

复杂动态背景下的运动目标检测

为实现复杂动态背景下快速、准确地检测运动目标,提出一种改进二进制鲁棒不变尺度特征(BRISK)算法的运动目标检测方法。首先对图像进行分块,利用图像熵对图像块进行筛选;然后针对特征匹配过程中存在大量误匹配的问题,采用k近邻算法与欧氏距离进行特征匹配;最后通过改进的顺序抽样一致性算法进行特征点提纯,进一步完成背景运动补偿,从而利用形态学处理分割运动目标。采用多组视频图像进行验证,本文算法在原BRISK算法的基础上去除了32.7%的特征点,并且匹配效率提高了75%,处理速度比以往算法快,并且具有较强的抗噪性能。     

基于光栅成像的织物悬垂三维形态重建算法

根据织物悬垂三维形态测试仪的基本原理,提出了一种织物悬垂性图像的三维形态重建算法。首先识别出试样的边缘轮廓,然后从全景光栅图像中提取等高线信息,对光栅条纹进行定位,计算出光栅条纹所在位置的空间高度,从而得到试样上光栅取样点的三维坐标数值,再利用双三次贝赛尔曲面重建试样悬垂形态的三维图像。结合实例陈述了该算法的设计和实现过程。     

无人机电子稳像技术中角点检测算法的改进

无人机航空遥感电子稳像系统中,稳像的关键技术之一是影像特征点的选取,其中图像角点是遥感影像中重要的特征信息,准确地选取角点可提高图像处理的精度。然而现有的图像角点检测算法多因计算速度慢不能满足视频图像数字稳像的实时性。因此提出了一种基TSUSAN角点检测算法的改进算法。新算法分析了影像中角点所在区域的灰度变化特征,改进了SUSAN角点检测算法中的判断准则,提高了算法的精度和速度。实验结果表明,改进的算法可较大幅度的提高运算速度,满足稳像技术对视频图像实时处理的要求。     

基于虚拟点的可见光和SAR图像配准研究

本文以机场场景下的可见光和SAR图像为研究对象,提出了一种基于虚拟点特征的可见光和SAR图像配准方法.该方法以虚拟点特征和控制点匹配技术为基础,处理具有全局仿射几何失真的异源图像配准问题.首先根据两类图像的特点,使用Canny算子和一种兴趣算子提取两幅图像中的共有特征一直线特征,然后在直线特征的基础上拟合虚拟点特征,采用基于特征一致的粗配准和基于虚拟点特征的精确配准相结合的方法,对两幅图像实现由粗到精的自动配准,实验结果表明,本文方法可行且能取得较高的配准精度.     

一种基于多边形柱面全景图的虚拟漫游新方法

提出了一种基于图像绘制的多边形柱面全景图的虚拟漫游方法。利用普通的手持相机在一个多边形区域内沿某一路径拍摄并拼接多幅全景图,通过基于SIFT的特征点检测来计算深度,用狭缝图像插值来实现整个区域内的平滑漫游。该方法具有采样简单、虚拟场景真实感强,支持连续大范围漫游的特点。     

基于用户体验满意度的虚拟村寨路径规划

目的 用户在复杂环境下的虚拟村寨中游览,为了兼顾用户游览体验满意度及用户行为偏好,提出了基于用户体验满意度的路径规划方法。方法 首先,还原真实村寨的虚拟场景,对虚拟村寨进行降维处理,获取栅格化地图;然后,提出一种改进A星算法,并以地标点、用户移动轨迹、用户喜爱度等为约束条件,构建多因素影响下的虚拟村寨路径规划模型;最后,通过设计实验采集用户行为偏好数据,并由所构建模型开展约束影响权重分析,并将约束条件作为开展寻路算法的影响因素。结果 实验结果表明,该方法所规划出的路径能够有效兼容地标点、用户移动轨迹、用户喜爱度等多种约束条件。结论 路径规划结果对提升用户在虚拟村寨场景中的体验满意度具有明显优越性,能为用户沉浸式游览体验设计提供新方法。     

基于不变矩特征模型耦合相似度量规则的图像匹配算法

目的为了解决当前图像匹配算法因主要利用特征点之间的距离来实现特征匹配,从而忽略了特征点的结构特征,导致算法存在较多的漏匹配点以及错误匹配点等不足的问题。方法提出基于不变矩特征模型耦合相似度量规则的图像匹配算法。通过对待检测像素点构造的邻域圆上的点进行分类,制定检测规则,对FAST算子进行改进,利用改进的FAST算子快速、精准地检测图像的特征点。随后,构造不变矩特征模型,取代SIFT算法中获取特征向量的方法,生成低维度的特征描述符。通过Euclidean模型和SSIM建立相似度量规则,对特征点之间的相似度进行度量,完成图像的特征匹配。最后,引入随机抽样一致性(RANSAC)算法剔除错误匹配点,完成图像的匹配。结果仿真结果显示,相较于当前的图像匹配算法,所提算法具有更高的匹配正确度和鲁棒性,其查全率最高可达95%左右,且匹配效率较快,约为3.75 s。结论所提匹配方法具备良好的匹配精度,在图像信息安全、包装条码识别与拼接等领域具有一定的参考价值。     

A virtual teleconferencing system based on face detection and 3D animation in a low‐bandwidth environment

In this article, we proposed a novel teleconferencing system that combines a facial muscle model and the techniques of face detection and facial feature extraction to synthesize a sequence of life‐like face animation. The proposed system can animate realistic 3D face images in a low‐bandwidth environment to support virtual videoconferencing. Based on the technique of feature extraction, a face detection algorithm for the virtual conferencing system is proposed in this article. In the proposed face detection algorithm, the YCbCr skin color model is used to detect the possible face area of the image; the feature points of the face is determined by using the symmetry property of the face and the gray level characteristics of the eyes and the mouth. According to the positions of the feature points on a facial image, we can compute the transformation values of the feature points. These values will then be sent via a network from the sender's side to the receiver's side frame by frame. We can synthesize the realistic facial animations on the receiver's side based on these. Experimental results show that the proposed system can achieve a practical animated face‐to‐face virtual conference with good facial expressions and a low‐bandwidth requirement. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Int J Imaging Syst Technol, 20, 323–332, 2010     

模式图像的特征提取与配准方法

目的提高产品包装模式图像的匹配速度和准确性,得出算法中影响这两方面的关键因素。方法运用高斯金字塔对原始图像进行向下采样,将图像转换为尺度空间的表示方式;利用加速稳健特征(SURF)方法提取特征点,并对SURF方法提取的特征点用Brute-Force算法进行匹配;通过对每组匹配点欧式距离的排序,剔除误匹配点,仅保留一定数量的正确匹配点对。结果得出高斯金字塔、Hessian值、颜色空间对计算速度及获取特征点数量的影响。颜色空间的改变不影响特征点数量,在计算时间上的差别也可忽略。尺度空间缩小1/2时,计算速度能够提升75%,同时剔除2/3的冗余特征点。结论文中方法能够有效提升特征提取速度,并且具有匹配精度高、鲁棒性强的特点,同时对旋转角度的变化具有较强的适应性。     

高斯曲率耦合相关性制约规则的图像匹配算法

目的针对当前较多图像匹配算法在匹配过程中因忽略了特征点之间的相关性而导致算法存在匹配正确度和鲁棒性不佳等不足,设计一种高斯曲率模型耦合相关性制约规则的图像匹配算法。方法首先,利用高斯滤波后图像的一阶矩阵和Hessian矩阵来构造高斯曲率模型,对Hessian算子进行改进,以充分检测图像的特征点。然后,通过求取扇形区域内的Haar小波响应获取特征点的主方向,并根据特征点邻域中像素点的灰度平均值计算特征向量,从而形成特征描述子,完成对特征点的描述。利用特征点集的均值与协方差矩阵来构造相关性模型,对特征点的相关度完成度量,从而定义相关性制约规则,对特征点的相似度进行判断,完成特征点的匹配。最后,利用RANSAC算法提纯匹配特征点,完成图像的匹配。结果仿真实验表明,与当前图像匹配算法相比较,文中算法不仅匹配正确度较高,且具有较强的鲁棒性,在旋转角度为50°时,其正确匹配精度仍可达到87%以上。结论所提算法在多种几何攻击下仍具有较高的匹配精度,在图像处理、信息安全等领域具有良好的参考价值。     

Automated Fast Initial Guess in Digital Image Correlation

A challenging task that has hampered the fully automatic processing of the digital image correlation (DIC) technique is the initial guess when large deformation and rotation are present. In this paper, a robust scheme combining the concepts of a scale‐invariant feature transform (SIFT) algorithm and an improved random sample consensus (iRANSAC) algorithm is employed to conduct an automated fast initial guess for the DIC technique. The scale‐invariant feature transform algorithm can detect a certain number of matching points from two images even though the corresponding deformation and rotation are large or the images have periodic and identical patterns. After removing the wrong matches with the improved random sample consensus algorithm, the three pairs of closest and non‐collinear matching points serve for the purpose of initial guess calculation. The validity of the technique is demonstrated by both computer simulation and real experiment.     

基于SIFT的NSCT域抗几何攻击水印算法

目的针对基于尺度不变特征变换(SIFT)的抗几何攻击图像水印算法在图像匹配时容易产生误匹配,影响提取水印的鲁棒性,提出一种改进的SIFT图像水印算法。方法先对载体图像进行两级非下采样Contourlet变换(NSCT),利用中间值量化算法把水印信息嵌入低频系数的方向子带中。图像匹配时利用广义霍夫变换删除误匹配特征点对,提高匹配精度。根据筛选后的特征点匹配对估算几何失真参数,对含水印的载体图像进行几何校正并提取水印,从而实现水印的抗几何攻击。结果实验数据表明对原始特征点匹配对进行筛选后,至少提高了6.8%的匹配精度,提取水印的NC值平均达到0.9以上。结论文中提出的改进算法不仅对几何攻击和常规信号攻击均具有较好的鲁棒性,还能保证水印的不可见性。