一种基于极几何和单应约束的图像匹配算法

提出一种综合应用极几何和单应约束的图像特征点匹配算法,首先使用互相关法对图像特征点集进行初始匹配,然后运用RANSAC方法鲁棒地估计基本矩阵和单应矩阵并相应地剔除错误匹配点,最后利用优化后的基本矩阵和单应矩阵引导匹配以获得更多、更精确的匹配点。大量真实图像实验表明,所提出的算法能够产生更多的匹配点并具有较高的匹配精度。     

基于最佳几何约束和RANSAC的特征匹配算法

为解决特征点匹配的质量与计算效率不能兼得的问题,研究了一种基于最佳几何约束和RANSAC(random sample consensus)的特征点匹配方法.采用 KNN(k-nearest neighbor)算法对提取到的特征点完成初始匹配,根据匹配点对连接线长度相等、斜率相同的特点,基于统计排序策略构建最佳几何约束,...     

三维重建中特征点提取与匹配算法研究

提取图像的特征点并进行匹配,是三维重建中的关键技术之一,也是计算机视觉的一个瓶颈,至今仍未得到彻底解决.本文研究了Harris和SIFT两种应用广泛的特征点提取算法,对提取的特征点采用欧式距离度量点对的相似性,利用最近邻法搜索策略进行特征匹配.通过实验比较了两种算法的特征点提取结果,Harris算法对特征点进行了非最大抑制,特征点比较分散,SIFT特征点具有尺度不变特性,定位精度达到子像素级.最后,对SIFT特征点进行了宽基线下的匹配.     

离散特征点探测算法

在建立新的特征点响应函数的基础上，提出了一种特征点探测算法，算法以图像分块为基础，通过计算每一分块内的特征点，进行特征点连通集约简获得离散特征点集，实验证明，算法效率得到了较大提高，解决了使用全局特征响应阈值造成的特征点聚集和不敏感特征点被错误剔除的问题．     

利用SIFT特征联合匹配的非刚体目标跟踪算法

为了解决非刚体目标跟踪过程中由目标形状快速变化带来的困难,提出了利用SIFT特征联合匹配的非刚体目标跟踪算法。首先分别提取目标模板和当前搜索区域的SIFT特征点;然后利用改进的联合匹配策略在目标模板和当前搜索区域之间进行特征匹配;最后根据匹配结果确定目标在当前帧的位置和尺度。改进的联合匹配策略在构建相似度矩阵时,不但利用了具有旋转和尺度不变性的SIFT特征向量,并且充分考虑了特征点的空间位置信息,有效提高了特征匹配的准确性。将这种改进的联合匹配策略成功地引入到SIFT匹配跟踪中,克服了传统SIFT匹配算法用于非刚体目标跟踪时的缺陷。实验结果表明,该算法对目标的非刚性形变、尺度变化以及背景干扰都具有较强的鲁棒性。     

基于快速鲁棒性特征的景象匹配

针对光电成像制导景象匹配中图像产生较大几何形变的问题,提出了一种基于快速鲁棒性特征(speeded up robust feature, SURF)的景象匹配算法。SURF提取的图像特征具有尺度和旋转不变性,对灰度不敏感,并能快速运算。算法首先利用仿射变换对基准图像进行3D视角补偿,模拟基准图像在不同视角下的成像,以减小基准图像和实时图像间的视角差异,分别提取两图像的SURF特征,然后根据最小欧氏距离准则提取两图像间匹配的SURF特征点对,根据该特征点对估计基础矩阵,得到两图像的投影关系。仿真结果表明,该算法能够适应光电成像制导中图像的几何形变,实现稳定的景象匹配。     

基于空间点特征和改进Hausdorff距离的图像配准方法

在基于特征的图像配准中,针对基于边缘的Hausdorff距离计算效率低的问题,提出用能表示图像空间结构的特征点来进行Hausdorff距离计算的方法。该方法是通过检测图像中的特征点来减少匹配点集中点的数量,实验证明了该方法的有效性,以及在计算和匹配时间上要优于基于边缘特征的Hausdorff距离计算方法。针对稀疏特征点集的特点,提出了改进Hausdorff距离,该距离通过改进部分Hausdorff距离使其更加适用于稀疏点集的距离计算,实验表明该距离在抗噪等方面优于其他Hausdorff距离。     

采用ISAR像估计弹道目标微动特征的方法

逆合成孔径雷达(inverse synthetic aperture radar, ISAR)像序列可以反映弹道目标在微动周期内的姿态变换及结构特征,本文在此基础上提出一种利用ISAR像序列估计弹道目标微动特征的方法。首先基于relax算法提取较强的散射点,并采用距离多普勒方法成像,然后利用灰度匹配算法对ISAR图像进行匹配,以提高微动周期估计精度。通过分析散射点在成像平面上的投影关系从而建立散射点空间坐标与目标微动特征之间的联系,并根据散射点在ISAR图像序列上的相对位置差值与散射点空间坐标的表达式,估计目标的微动参数。最后,仿真验证该方法的可行性与有效性,仿真结果表明该方法估计精度较高。     

SIFT特征匹配算法改进研究

为了适应于景象匹配导航及制导等实时性要求较高的领域,对SIFT特征匹配算法进行改进,提出了基于D^2OG特征点检测算子的改进的SIFT特征匹配算法。改进算法用D^2OG金字塔的过零点检测代替DOG金字塔的极值点检测提取尺度不变特征点,巧妙简化高斯金字塔的结构,降低了算法复杂度和时间代价。以标准测试图库中大量不同几何和灰度畸变图像为基础的仿真实验表明,基于D^2OG特征点检测算子的改进的SIFT特征匹配算法在保持原算法鲁棒性和精度的前提下,较大的提高了算法实时性。

Abstract：

An improved Scale Invariant Feature Transform algorithm was proposed based on D^2OG interest point detector for better real time performance in the application of scene matching navigation and so on. In order to detect the scale invariant interest point, a D^2OG pyramid is built and extreme detection in the DOG pyramid was replaced by zero detection in the D^2OG pyramid, which simplified the structure of DOG pyramid, so as to lower the complexity of algorithm, lessen the running time. Numerous experiments were carried out on standard testing images under various shooting conditions such as geometric distortion, illumination variation and so on. The result shows that the method has a big progress in the real time performance compared to the original one, with equally robustness and precision.     

基于改进ASM模型的人体特征点定位和建模方法

针对传统的Procrustes归一化方法需要多次迭代且计算量大的缺陷,采用标记定位点的方法,以平均形状作为初始化规则模型,只经过一次平移旋转及缩放即可达到训练集对齐的效果;传统ASM算法计算时间较长且易使特征点因灰度模型相似而错误匹配,采用以特征点为中心,选取其周围的矩形区域灰度分布训练灰度模型,并选择24邻域点进行目标搜索。实验结果表明:改进的ASM方法进行人体特征点定位,减少了算法迭代次数,缩短了算法运行时间,提高了定位精度。     

基于ICP算法的非合作目标特征点云配准优化

针对视觉测量中非合作目标无法提供合作信息从而引起的位姿测量问题,采用ICP(Iterative Closest Point)算法配准不同时刻获取的点云降采样数据来完成目标的相对位姿测量。利用运动恢复结构算法获取了目标当前时刻的点云数据并比较了基于阈值匹配与光流匹配的特征点匹配算法,利用三角测量法对提取到的特征点进行重建,同时将点云数据进行降采样处理,根据降采样后的点云数据计算出不同时刻目标的相对位姿关系。实验表明当物体发生旋转运动时,对降采样数据利用ICP算法计算得到的目标绕坐标轴旋转角度最大误差不超过0.11º。     

基于结构的SAR图像配准

由于SAR图像中相干斑的存在，使得已有用于光学遥感图像自动配准的算法往往无法直接应用。基于人工通过地物结构推毫匹配关系进行配准的想法。提出了一种基于结构的SAR图像自动配准算法，该算法首先通过检测出的点目标构造“虚拟结构”，然后再综合新提出的“虚拟结构”不变量及结构区域不变矩作为相似测度完成匹配检测，最后用LMS算法估计出变换参数从而实现SAR图像的自动配准。实验结果表明，该算法不仅能够有效实现SAR图像的自动配准，而且能有效避免SAR图像中相干斑对配准过程中特征检测和匹配造成的影响。     

Feature matching based on geometric constraints in weakly calibrated stereo views of curved scenes

The identification of the correspondences of points of views is an important task. A new feature matching algorithm for weakly calibrated stereo images of curved scenes is proposed, based on mere geometric constraints. After initial correspondences are built via the epipolar constraint, many point-to-point image mappings called homographies are set up to predict the matching position for feature points. To refine the predictions and reject false correspondences, four schemes are proposed. Extensive experiments on simulated data as well as on real images of scenes of variant depths show that the proposed method is effective and robust.     

基于改进NSGA3的焊接缺陷评估特征选择

在基于多源信息融合的焊接缺陷评估中, 特征选择对提高评估精度与速度发挥着重要作用。多源特征集由电弧电特征与电弧声音特征组成, 其特点在于特征集中存在冗余与互补特征。因此, 本文提出一种基于改进非支配排序遗传算法-Ⅲ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅲ, NSGA3)的多目标特征选择方法, 旨在从多源特征集中找到最优特征子集。该方法首先对特征集进行相关、冗余和互补特性分析, 再以冗余性最小, 相关性与互补性最大为目标建立多目标特征选择优化模型。并基于相关、冗余和互补评价函数提出一种新的变异算子来引导变异过程, 以减少无效特征的影响, 提高收敛效率。实验采用支持向量机作为学习器来验证学习效果, 结果表明, 所提方法与其他3种方法相比, 可以在特征子集维度和预测精度方面获得更好的性能。     

基于特征依赖图的语义特征造型建模的研究

针对传统的基于历程的特征造型中设计意图和设计结果容易前后不一致问题,采取基于完全双向语义约束的变量化特征造型,并提出用特征依赖图的数据模型来保存和维护设计中的各种特征信息及其之间的关系。它的形成是基于特征间的各种依赖关系而不是基于特征创建的先后顺序,并且根据依赖关系完成特征实体和约束的添加,编辑,删除等操作。使得特征信息随时根据相关特征信息协调变化,特征语义能够始终保持一致。最后展示了一个实例。     

视频语义分类特征选择算法

提出一种将连续特征数字量化后进行特征选择的算法(ABFSA)。利用样本集中的先验信息选择出特征值域中最具类间区分意义的区域,将其作为完整量化区间。采用向后式的启发搜索策略,搜索合并后能使贝叶斯分类错误率降低的相邻量化区间。合并搜索得到的两相邻量化区间,量化的级数降低一阶。重复搜索和合并过程,直至贝叶斯分类错误率不再降低为止。所有特征搜索、合并完成后,总的特征量化阶数得到大幅降低。用UCI仿真数据集及真实视频数据进行实验,对比结果表明该算法能有效选取视频语义概念分类的重要特征,其综合性能较优。     

局部相似目标匹配的微分几何模型

根据微分几何原理,基于平面曲线作刚体变换时其曲率的不变性,利用曲率来表达目标轮廓的内在特征。筛选出待匹配目标轮廓上内在特征相似的点,形成点对集合。在点对集合中寻找相似线段来定位可能的平面变换,通过得分函数,求出点对集合中相似线段平面变换的最佳值,得出最佳匹配。仿真实验表明,该模型适合局部相似情况下的目标匹配,特别对于复杂形状目标,运算复杂度较低,具有较好的识别效果。