基于加速稳健特征算法的监控摄像头视频融合技术

视频监控摄像头在现代安防中起到了不可替代的作用,为适应更多环境,摄像头技术也一直在不断发展。本文提出了一种可实现多摄像头画面实时拼接的技术设计方案:基于加速稳健特征算法,实现对视频单帧画面间的特征点进行提取及拼接;使用FFmpeg(Fast Forward Mpeg)媒体处理库进行视频摄像头媒体流文件的分解及最终融合视频的呈现;使用Qt框架实现程序开发及效果展示。经测试表明,该设计方案能在保证不降低画面分辨率的前提下,实现多摄像头的视频画面融合,画面扭曲程度低,为摄像头画面融合提供了一些参考。

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。

“资源三号”卫星图像影像特征匹配方法研究

随着中国遥感卫星的迅速发展,要求影像几何质量评价方法可以在待评图像和参考图像间提取出精确且分布均匀的控制点信息。文章提出一种基于多源、高精度遥感图像的特征点匹配方法。该方法首先用加速稳健特征(Speeded Up Robust Features,Surf)算法对"资源三号"卫星图像和参考图像进行粗匹配以建立两幅图像间的整体几何关系,通过对相同区域进行wallis滤波增强图像纹理信息,然后用Surf算法进行特征点的提取和匹配,最后利用对极几何约束剔除误匹配点。试验结果表明,该方法可以全自动、快速和精确的提取影像控制点。

基于MIC-SURF的快速图像匹配算法

在序列图像匹配应用中,最小亮度变化(MIC)算法存在角点漏检、对噪声敏感、不具有旋转不变性等缺点,降低了特征点检测的精确性和快速性。针对该问题,对MIC算法进行改进,并与加速稳健特征(SURF)算法相结合,提出一种快速的图像匹配算法。对图像进行自适应平滑滤波,在图像的非平坦区域运用8邻域像素相似法检测需要的几何角点,并采用SURF算法对检测到的特征点进行描述和匹配。实验结果表明,与SURF算法、最小核值相似区-加速稳健特征算法相比,该算法在图像发生旋转变化、噪声变化、亮度变化和仿射变化时都可以提高图像匹配的速度和准确率。

基于SURF算法的数码印花缺陷检测系统

针对数码印花生产过程中织物上出现的白丝、斑点以及褶皱等表面缺陷问题,课题组设计了基于加速鲁棒特征算法的印花织物表面缺陷检测系统。主要通过加速稳健特征算法(speeded up robust features,SURF)来进行图像配准;采用双向唯一性匹配法减少误配点,实现图像精准配准,并通过差分算法来提取缺陷信息。实验采用多幅图像对改进SURF算法的性能进行了验证。试验结果表明:新系统对印花织物表面缺陷的检测精度达到98%,达到了实际应用要求。

融入曲率尺度空间算法的图像配准方法

为了满足图像配准对于实时性的要求,提出融入曲率尺度空间算法的图像配准方法。首先使用曲率尺度空间算法提取图像角点特征,然后使用改进的加速稳健特征算法生成64维角点特征描述子向量并将描述子向量降维到24维,最后使用改进的相似性距离算法和随机采样一致性算法进行匹配。仿真实验一表明:在图像配准准确度方面与传统尺度不变特征变换算法、传统加速稳健特征算法及其他改进的图像配准方法相当,但在图像配准实时性方面具有一定的优势,仿真实验二通过立体匹配库验证了该方法具有普遍有效性。

一种CSS-SIFT复合图像配准算法

针对SIFT算法的图像配准耗时长的问题,提出一种CSS-SIFT复合图像配准算法。CSS-SIFT算法首先使用CSS算法检测图像特征,然后,使用优化的SIFT算法生成并降维图像特征描述子,最后,使用基于欧式距离和曼哈顿距离的优化双向匹配算法对图像特征进行匹配。仿真实验条件是通过计算机中仿真软件进行仿真实验,统计图像特征数目、匹配数目、正确匹配数目、配准准确率、配准时间与配准时间下降率共6个指标数据,统计结果表明,CSS-SIFT算法在图像配准准确度方面与传统SIFT算法、传统SURF算法、Forstern-SIFT算法、Harris-SIFT算法、Trajkovic-SIFT算法相当,但在图像配准耗时方面分别降低了58.45%、10.68%、14.84%、16.21%与4.63%,为图像配准提供了一种解决方案。

特定条件下SIFT与SURF图像匹配算法的性能对比

选取具有光照亮度差异和视角差异的2组图像数据,分别采用尺度不变特征转换算法和加速稳健特征算法进行特征点提取及匹配实验。通过统计运行时间及正确匹配点数的对比分析得出:尺度不变特征转换算法运行速度较慢,但特征点提取数量更多,且在图像存在光照亮度差异时具有更好的匹配效果;加速稳健特征算法特征点提取数量较少,但运行速度更快,且对具有视角差异的图像进行特征点匹配时稳定性更好。

基于一致性敏感哈希的高精确度图像匹配算法

针对基于特征点的图像匹配方式在复杂纹理场景中匹配效果不理想的问题,提出一种将加速稳健特征算法(SURF)与一致性敏感哈希匹配结合的图像匹配算法(CSH)。使用SURF算法对图像进行特征点提取,再以特征点为圆心构建特征区域,最后对特征区域使用CSH进行匹配,从而实现高精确匹配。为了进一步加快算法运行速度,对现有的SURF算法进行修改,在提取SURF特征点时去除了对于特征点方向的计算。仿真实验证明,算法较一般的特征算法在复杂纹理图像匹配中效果更佳,且较CSH算法效率提升了10%~15%。

含噪无人机图像拼接方法

为解决传统图像拼接方法对含噪无人机(UAV)图像的拼接存在严重图像畸变的问题,提出一种基于欧拉弹性模型与加速稳健特征(SURF)算法的含噪无人机图像拼接方法。将欧拉弹性能量模型应用在无人机图像拼接的去噪预处理环节,通过SURF算法进行特征点的提取、描述与匹配,通过随机抽样一致性(RANSAC)算法进一步去除错误的特征匹配点,运用加权平均融合算法实现对含噪无人机图像的无缝拼接。实验结果表明,相比传统拼接算法,该方法能有效实现对含噪无人机图像的拼接,消除拼接图像的畸变现象,显著改善拼接图像质量。

基于最大稳定极值区域的织物图案检索

针对织物扫描图像的特点,提出了一种通过图像最大稳定极值区域的加速稳健特征(SURF)检索织物图案的方法。首先用结构提取算法去除织物扫描图像的纹理,保留图案信息;其次通过最大稳定极值区域法检测织物图像,提取图案各区域的SURF特征,建立织物图像特征库;再将织物检索图像与特征库内的图像进行相似性度量,得到相似图案的织物图像。实验结果表明,提出的算法能够较准确地检索织物图案。

基于图像检索与GPS定位相结合的地标识别系统

为了改善地标识别系统识别准确度差与耗时较长的问题,提出了一种使用图像检索与GPS定位相结合的地标识别系统。讨论了尺度不变特征变换(SIFT)算法和加速稳健特征(SURF)算法的优缺点,并将这2种算法与改进的算法在检测的精确度和时间方面进行了比较研究。针对匹配过程中出现的误匹配问题,采用随机抽样一致性(RANSAC)算法剔除误匹配,达到了提纯的效果。实验结果表明:本文采用定位信息与SURF算法相结合的地标识别方法不仅提高了系统的检测正确率,而且还提高了系统的检索速度。

改进SURF在多模MRI乳腺配准算法中的研究

加速稳健特征算法在多模核磁共振成像(MRI)肿瘤图像配准中,存在特征点偏少且配准精度低等问题.使用Harris角点检测法对参考图像、浮动图像的特征点进行提取和检测,接着使用圆形64维向量法生成特征描述符并进行欧氏距离匹配,来增强特征点的提取.通过设置配准图像初始化参数,确保粒子在最优值附近搜索,利用互信息作为粒子群优化算法的测度函数,增强目标函数全局最优解,通过引入平均最值,防止算法陷入早熟现象.仿真结果表明,与现有的算法相比,所提优化算法可以使多模MRI图像特征点增多且精度更高.

基于优化采样的RANSAC图像匹配算法

视觉定位系统中,图像匹配的精度直接影响整个定位系统的精度,针对图像匹配中存在的误匹配率较高等问题,提出了一种基于多层次FAST(MFAST)和优化采样的随机采样一致性(RANSAC)算法的图像匹配算法。首先采用MFAST算法提取角点,运用加速稳健特征算法确定主方向生成特征描述符;然后在基于RANSAC的框架下,利用改进的加权K-最近邻分类方法选取新的样本集合计算出最佳模型参数,从而剔除误匹配点。在真实场景下进行实验,结果表明,与传统算法相比,该算法能高效剔除误匹配点,提高图像的匹配精度,且满足实时性要求。

基于SURF和RANSAC算法的同步相移干涉图位置配准方法

同步相移干涉技术通过同时获取多幅相移干涉图,实现动态波面的相移干涉测量。为了保证测量精度,在实施相移算法前,需要对相移干涉图进行准确的位置配准。提出了一种结合加速稳健特征(SURF)提取算法和随机采样一致性(RANSAC)算法的多步干涉图位置配准方法,通过配准具有一定特征的干涉背景图,获得图像之间的变换关系并作用于相移干涉图,实现同步相移干涉图位置配准。仿真分析表明,该方法在光强不均的情况下对平移和旋转变换均具有较好的校准效果;在含有高斯白噪声的情况下,仍能进行配准获得变换矩阵,完成相位恢复。将此方法应用于四步同步相移显微干涉测量仪对标准平面进行测量,得到测量结果峰谷值为23.2520nm,均方根值为2.3149nm。

采用改进KLT算法的标志点匹配方法

在散斑视觉测量中,通常引入标志点以提高散斑的测量效率。针对传统标志点匹配过程中存在的匹配时间长、匹配准确率低等问题,提出了一种采用改进KLT(Kanade-Lucas-Tomasi)算法的标志点匹配方法。该方法在利用改进加速稳健性特征(SURF)算法对标志点进行检测以建立初始匹配点的基础上,采用改进的KLT算法实现标志点的匹配,并利用最大双向误差作为约束条件删除匹配过程中存在的误匹配点,以提高匹配的可靠性。最后,对机翼颤振测量中涂敷在机翼模型散斑区的标志点进行了匹配实验验证。结果表明,与传统的尺度不变特征转换(SIFT)与SURF匹配算法相比,所提方法在匹配时间上分别减少了75.9%和42.8%,在匹配准确率上分别提高了30.6%和22.2%。

基于靶标区域分割的双目定位系统研究与实现

针对传统双目视觉定位系统立体匹配困难、计算量大、效率低的问题,设计了一种基于靶标区域(ROI)提取的双目定位系统,以改善定位精度。首先,利用张氏标定法标定双目摄像机,并通过Bouguet算法对整个系统进行立体校正;然后利用直方图阈值法和投影法分割图像中的ROI,以大幅降低后续特征匹配的计算量;最后采用加速稳健特征算法对左右摄像机图片进行亚像素级角点的提取与匹配,并结合标定结果获得精确的定位。实验结果表明,ROI内特征点的匹配准确度可以达到90%以上,系统的定位时间在700ms以内,可以满足系统实时性的要求。该方法主要针对ROI进行特征点提取和匹配,避免了不必要的全局图像处理,从而将匹配速度从秒级缩短至毫秒级。

一种隧洞探测型自主式水下机器人及其图像拼接方法

针对采用自主式水下机器人(AUV)巡检和拍摄输水隧洞中的裂缝时水下环境会极大地限制光视觉图像的可视范围和分辨率,单幅水下图像获得的视角范围有限的问题,提出一种基于加速稳健特征(SURF)算法的AUV水下图像拼接方法。在图像预处理阶段对水下图像进行去畸变和限制对比度自适应直方图均衡化处理,用于解决水下图像存在的畸变、对比度低和噪声严重等问题。将SURF特征点检测算法应用到水下图像配准中,并与RANSAC算法相结合,对特征点进行精确匹配。应用线性渐变融合算法实现水下图像融合,有效去除拼接缝隙,完成水下图像拼接,最终通过水池和外场试验拼接图像验证所提方法的正确性。