SIFT与SURF在指纹识别系统中的性能对比

要实现指纹识别技术,必须使用图像特征的提取技术,尺度不变特征变换（Scale Invariant Feature Transform,SIFT）和加速稳健特征（Speeded Up Robust Features,SURF）是目前运用比较广泛的两种图像特征提取算法。为验证哪种算法在指纹识别领域更适用,文章使用同一手指指纹的多张照片为图库,分别使用两种方法进行同一图自我匹配、指纹角度、范围不同图片匹配及较为模糊的图片匹配等实验。通过实验得出：虽然SIFT算法比SURF算法耗时更长,但是使用SIFT算法的运算量小于SURF算法,因此两种算法花费的时间近乎相等;在指纹对比库的创建方面,SIFT算法要优于SURF算法;在指纹匹配识别过程中,无论是同一张图片自我匹配,还是指纹角度和范围不同的图片进行匹配、指纹不清晰的图片进行匹配,SIFT算法的成功匹配点比SURF算法的成功匹配点分布更均匀,且数量相近或更多。可见,在指纹识别系统中,使用SIFT算法比SURF算法更合适。     

基于改进的SIFT特征的数字图像无缝拼接技术

SIFT(Scale Invariant Feature Transform)是一种具有尺度和仿射不变性的综合性能较好的特征描述子,称为尺度不变特征转换算子。该算子在某种程度上可解决目标的旋转、缩放、平移、光照影响等问题,但解决问题的过程的同时也伴随着计算量大、运算时间长、存在错误匹配、效果不明显等问题。所以本文研究的数字图像无缝拼接技术是应用了改进的SIFT算法,即快速鲁棒性尺度不变特征提取(Speeded Up Robust Features,SURF)算法,采用基于改进的SIFT特征的算法对图像的特征点进行提取与匹配,然后利用随机抽样一致算法反复迭代,找到变换矩阵初始值,根据变换矩阵进行两幅图像之间的统一坐标变换,并应用加权平滑算法进行图像融合完成了图像的无缝拼接。     

Gradual-SURF算子的角点提取

SURF算子为了改善SIFT的计算复杂度高的问题,简化和近似了DoH（Determinant of Hessian）,这样不仅保证了算法结果的稳定性,也提高了计算效率。但是SURF这样的近似简化过程,损失了图像中的一些渐变信息。对SURF算子进行了改进,在其处理过程中加入了渐变的信息。实验结果表明,提出的G-SURF（Gradual-SURF）算子可以获得更稳定的效果,并且同时计算复杂度也有所改善。     

一种基于双层多样性的人体特征提取算法

针对传统的SIFT特征实时性差和Haar-like特征场景适应能力差、鲁棒性较低的问题,提出一种基于双层多样性的人体特征提取算法。该算法充分利用特征之间的互补作用,将Haar特征进行二值化,通过与局部二值模式相融合,提出LH特征算法。结合SIFT特征算法对人体特征进行提取。仿真实验表明,该算法在行为检测中具有较好的检测率和较高的实时性。     

一种基于特征点的遥感图像匹配算法

以遥感图像为研究对象论述了一种基于特征点的图像匹配算法在遥感图像匹配与拼接中的应用及改进。在提取图像特征点上,尺度不变特征转换SIFT算法能够对缩放、旋转、仿射的图像保持尺度不变特性。对于提取出的SIFT特征点,采用改进的随机抽样一致性RANSAC方法进行提纯,剔除多余的特征点,缩短匹配时间。实验证明,该算法有效提高了遥感图像匹配的效率和准确性。     

基于分数阶微分的尺度不变特征变换图像匹配算法

利用分数阶微积分运算处理图像信息,有利于强化和提取图像的纹理细节,使图像得到增强,更有利于对图像特征的提取。为了提高图像匹配的正确性,用基于分数阶微积分图像处理方法,提出了改进的尺度不变特征变换(SIFT)匹配算法,将高斯滤波和分数阶微分滤波相结合,用分数阶微分对图像特征进行强化,检测出更加稳定的尺度空间极值点,然后筛选出更多和更准确的匹配特征点,最后进行图像匹配。实验表明,在SIFT中引入分数阶微积分的应用,能够得到更多的特征关键点,提高图像匹配的正确性。     

基于全局特征和尺度不变特征转换特征融合的医学图像检索

特征提取是图像检索或图像配准的关键步骤,针对单一特征不能很好地表述图像的问题, 根据医学图像的特点,提出了一种融合全局特征和局部特征的医学图像检索算法。首先在研究单一特征医学图像检索算法的基础上, 提出了融合全局特征和相关反馈的检索算法;其次对尺度不变特征转换(SIFT)特征进行了优化,提出了改进的SIFT 特征提取算法和匹配算法;最后,为了保证结果的准确性并改进检索效果,采用了融合局部特征的方法逐步求精。通过对标准临床数字式X射线成像(DR)图像数据库的实验研究表明,该算法应用在医学图像的检索中有较好的结果。     

一种改进的SIFT特征匹配算法

针对尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法存在计算量大、复杂度高的问题,提出一种基于图像Radon变换的改进SIFT特征匹配算法。改进算法在图像的SIFT特征点采样区域内作d条不同方向的直线,以d条直线上的图像Radon变换作为SIFT特征向量描述符,降低SIFT特征向量的维数,从而提高特征匹配效率。实验结果表明,改进算法具有较高的匹配精度和较少的匹配时间,适用于虚拟场景漫游或目标识别等实时性要求较高的系统。     

基于改进的尺度不变特征变换特征点匹配的电子稳像算法

针对传统尺度不变特征变换（SIFT）算法运算量大的问题,提出了一种改进的SIFT特征点匹配算法。首先介绍了SIFT特征向量的提取过程,并对算法进行了改进,在单尺度空间内提取目标的关键点,并形成34维特征向量,来代替传统SIFT算法生成的128维特征向量,使算法的实时性得到较大的提高,同时又保持了配准精度,最后将提出的改进SIFT特征应用于电子稳像中的全局运动估计中,并通过实验验证了算法的性能。     

对数极坐标系下尺度不变特征点的检测与描述

目的 当前国际流行的SIFT算法及其改进算法在检测与描述特征点时基于高斯差分函数,存在损失图像高频信息的缺陷,从而导致图像匹配时其性能随着图像变形的增加而出现急剧下降。针对SIFT算法及其改进算法的这一缺陷,本研究提出了一种新的无图像信息损失的、在对数极坐标系下的尺度不变特征点检测与描述算法。方法 本研究提出的尺度不变特征点检测与描述算法首先将直角坐标系下以采样点为中心的圆形图块转换为对数极坐标系下的矩形图块,并以此矩形图块为基础对采样点进行特征点检测与描述符提取;该算法使用固定宽度的窗口在采样点的对数极坐标径向梯度图像的log_t^r轴上进行移动以判断该点是否为特征点并计算该点的特征尺度,并在具有局部极大窗口响应的特征尺度位置处提取特征点的描述符。该算法的描述符基于对数极坐标系下的矩形图块的灰度梯度的幅值与角度,是一个192维向量,并具有对于尺度、旋转、光照等变化的不变性。结果 本研究采用INRIA数据组和Mikolajczyk提出的匹配性能指标对SIFT算法、SURF算法和提出的尺度不变特征点检测与描述算法进行比较。与SIFT算法和SURF算法相比,提出的尺度不变特征点检测与描述算法在对应点数、重复率、正确匹配点数和匹配率等方面均具有一定优势。结论 提出了一种基于对数极坐标系的图像匹配算法,即将直角坐标系下以采样点为中心的圆形图块转换为对数极坐标系下的矩形图块,这样在特征点的检测过程中,可以有效规避SIFT算法因为采用DoG函数而造成的高频信息损失;在描述符提取过程中,对数极坐标系可以有效地减少图像的变化量,从而提高了匹配性能。     

一种基于点的快速图像配准算法

提出一种基于点的快速配准算法。该算法在特征点提取时采用加速分段测试特征算法,通过对比度纹理直方图对特征点进行描述。为加快算法的匹配速度,选用最优节点优先算法进行查找。同时为提高匹配算法的鲁棒性,利用随机抽样一致性算法去除误匹配点对。实验结果表明,与经典的SIFT算法和SURF算法相比,该算法在保持算法稳定性能的同时,可有效提高匹配速度。     

基于SIFT算法的无人机影像快速匹配

为使尺度不变特征转换算法更适合无人机影像的匹配,对该算法及其匹配策略进行探讨。对不同尺度下的影像匹配情况进行分析比较,发现减少尺度的影像匹配可缩短计算时间,但结果精度并没有降低。提出粗匹配加分块匹配的影像匹配策略,通过实验证明该策略较整体匹配能提高正确匹配点对的获取效率。     

基于SIFT和NCC的多源遥感影像配准方法

针对多源遥感影像的配准,提出了一种结合SIFT算法和归一化互相关（NCC）匹配算法的配准方法。该方法采用SIFT算法提取特征点并进行匹配得到一定数量的特征点对后,利用SIFT特征点的尺度和方向信息对NCC进行改进,进一步从未能匹配的特征点中获取匹配点对,经粗差滤除后得到有效的匹配特征点对,随之进行影像配准。方法结合了SIFT算法和NCC算法的优点,解决了多源遥感影像因辐射差异和几何差异造成的难以正确配准的问题。实验结果表明,算法具有较强的鲁棒性,并取得了较好的配准精度。     

抑制光照不均匀影响的图像特征点提取算法

为解决在光照不均匀情况下图像特征点提取算法表现效果不佳的问题,提出了一种改进的尺度不变特征转换(Scale Invariant Feature Transform,SIFT)算法抑制光照不均的影响.该方法在尺度空间构造中对输入的图像进行频域上的高斯高通滤波处理来滤除光照成分,并结合Top-hat变换弱化高斯滤波器参数选...     

一种改进的摄像头视频实时拼接方法

针对普通摄像头水平视角较小的问题,通过同时采集具有一定重叠区域的摄像头视频帧图像,基于尺度不变特征变换（ScaleInvariantFeatureTransform,SIFT）特征点,用二分哈希搜索算法（DichotomyBasedHash,DBH）进行匹配,用随机采样一致（RandomSampleConsensus,RANSAC）算法消除误匹配,得到帧图像拼接映射关系。实验结果表明,该方法能有效地实现摄像头视频实时拼接,克服了既有方法在重叠区域小于20％时失效的不足,在重叠区域为10％左右时仍能取得有效的拼接。     

光照变化环境下的SIFT改进算法

为了解决SIFT算法在光照不均环境下匹配效果差的问题,提出了一种融合差分同态滤波算法的SIFT匹配算法（MSHFHS+SIFT算法）。该方法对同态滤波算法进行扩展,推广到多尺度空间,以构建同态滤波金字塔,与SIFT进行融合,利用SIFT算法的特征点提取、描述子生成方法,根据distance-radio准则进行匹配。在各种光照变化环境下的实验证明,该算法较之传统的方法具有更好的鲁棒性。     

基于改进SIFT的时间序列图像拼接方法研究

针对SIFT（Scale Invariant Feature Transform）算法计算复杂度高,运行时间长的问题,提出了一种改进的SIFT算法。通过扩大极值点取值范围,减少极值点数量,提高运算速度;采用12环的圆形窗口代替传统的方形窗口,简化了特征描述符的构造方法,生成78维SIFT特征描述符,进一步提高了算法的运算速度;将BBF（Best Bin First）运用到特征点对之间初次配准的搜索中,并用RANSAC（Random Sample Consensus）算法对特征点配准对进行二次处理,以消除错误配准。将改进的SIFT算法与渐入渐出融合算法相结合,实现对时间序列图像的拼接融合处理。针对拼接融合后的图像,采用局部分块检测的方法评价其效果。实验结果表明,该算法运算速度快,具有较高的鲁棒性,且拼接融合效果好。     

基于改进SIFT算法的双目视觉SLAM研究

SIFT算法通常用于移动机器人视觉S LAM中。但其算法复杂、计算时间长,影响视觉SLAM的性能。在两方面对SIFT改进：一是用街区距离与棋盘距离的线性组合作为相似性度量;二是采用部分特征方法完成快速匹配。应用扩展卡尔曼滤波器融合SIFT特征信息与机器人位姿信息完成SLAM。仿真实验表明,在未知室内环境下,该算法运行时间短,定位精度高。     

结合SIFT校正的视频对象鲁棒水印

提出一种结合尺度不变特征变换(SIFT)特征点校正和时空域视频对象分割的视频对象水印算法。该算法采用时域和空域结合的方法分割出视频对象,将水印嵌入在视频对象的离散余弦变换域中。在嵌入前提取并注册视频对象的SIFT特征点,在水印检测时,通过与注册机构中特征点集的匹配和计算对视频对象进行几何校正,提取出水印信息。实验结果表明,该算法能够较好地保护视频对象,对几何攻击和常见信号处理攻击具有鲁棒性。     

砂轮地貌双目图像特征点提取和匹配研究

特征提取和匹配是双目视觉中的关键点和难点。对SIFT和Harris两种特征点提取算法应用于双目砂轮地貌图像的角点检测进行了研究,通过对SIFT特征采用欧式距离进行匹配,对Harris角点采用零均值归一化互相关算法(ZNCC)进行模板匹配,采用RANSAC算法剔除误匹配特征点对。实验结果表明,SIFT算法在双目砂轮地貌图像上应用较Harris算法效果理想。