基于空间变换迭代的SIFT特征图像匹配算法

SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征由于具有旋转、平移和尺度不变性在图像匹配中得到了广泛的应用。但直接运用SIFT特征进行匹配,存在两个问题:易受匹配参数的影响,出现较多的错漏匹配现象;只适用于相似变换情况下的图像匹配,对于高维的仿射变换情况则难以奏效,而在实际图像匹配中这种情况更为常见。针对以上问题,提出了一种空间变换迭代的SIFT特征图像匹配方法。把SIFT特征点集匹配转化为SIFT特征向量与点集的几何分布信息相关的函数最优化求解问题,通过在确定性退火框架下,迭代求解空间仿射变换与点集匹配对应关系,最终得到最优的SIFT特征点匹配关系。仿真实验表明:在较大仿射变换情况下该方法仍能实现图像SIFT特征点集的正确匹配。

基于区域分块与尺度不变特征变换的图像拼接算法

针对图像匹配算法计算量大,实时性差的问题,提出了一种基于区域分块与尺度不变特征变换(SIFT)相结合的图像拼接算法。该算法利用图像能量的归一化互相关系数快速分割出匹配图像与待匹配图像间的相似区域,利用SIFT算法在重叠区域中搜索出能用于匹配的图像特征点并实现快速精确配准。然后,通过对图像进行了几何校正和图像融合来实现图像序列间的无缝拼接。实验结果表明,该算法减少了传统SIFT算法的大量无用搜索,改善了图像的几何失真,降低了算法复杂度,提高了图像匹配的速度,在保证90%以上的匹配准确率的基础上,计算时间较传统SIFT算法减少了近50%。提出的算法可准确、快速地实现有形变和尺度变换图像的无缝拼接。

应用尺度不变特征变换的多源遥感影像特征点匹配

针对多源遥感影像之间灰度值非线性变化导致特征点匹配率大幅度下降的问题,提出了一种利用光谱信息的多源遥感影像特征点匹配算法。首先,以光谱信息对遥感影像波段进行线性拟合,使待匹配影像与参考影像之间的灰度值由非线性转变为线性或者近似线性变化。接着,在拟合的遥感影像上采用改进的尺度不变特征变换(SIFT)算法进行匹配。最后,采用随机抽样一致性算法剔除误匹配点对。与常用特征点检测算法(SIFT,梯度位置朝向直方图(GLOH),RS-SIFT)的对比实验结果表明,本文所用的ETM+影像全色与多光谱影像的特征点匹配率提高了4%左右,CBERS-02B和HJ-1B卫星多光谱影像的正确特征点匹配个数增加了8对。因此,在多源遥感影像特征点匹配中,本文所提算法优于其它检测算法,可以极大地改善匹配效果。

一种基于SIFT的仿射不变特征提取新方法

图像局部特征提取是图像理解及机器视觉领域一个非常关键的问题,其中SIFT特征因具有良好的显著性和鲁棒性而得到广泛应用。但是,SIFT采用DOG检测子,定位的特征区域为各向同尺度变化的圆形区域,故其只具有尺度不变性,并不具备仿射不变性。此外,SIFT采用128维特征向量表示,当在图像特征点较多情况下进行匹配实验时,存在存储空间大、匹配耗时多等缺点。针对这两个问题,本文提出一种新的仿射不变特征提取方法,即HA-DR-SIFT(Hessian Affine-DimensionalityReduction-SIFT)。首先,用Hessian-Affine检测子代替DOG检测子,使提取的椭圆图像区域满足仿射不变性需求;其次,用PCA或NLPCA方法对128维特征向量进行降维处理,提高后续运算效率。实验表明,新方法不仅具有良好的仿射不变性,而且在匹配时间和存储空间上优于SIFT算子。

融合HU不变矩和SIFT特征的商标检索

利用商标图像的形状特征,提出了一种融合图像全局特征和局部特征的商标检索算法。其中全局特征反应了图像的整体信息,这些信息可用来较快地建立候选图像库,而局部特征则可以更准确地与候选图像进行匹配。提取图像的HU不变矩进行初步检索,按相似度排序,在此结果集的基础上对候选图像通过提取SIFT特征进行精确匹配。实验结果表明,该方法既保持了SIFT特征的良好描述能力,又减少了精确匹配需要的计算次数,降低了复杂度。

视觉单词优化仿射尺度不变特征变换的视频人脸识别

针对视频人脸识别中由于光照、表情、姿态等变化而影响识别性能的问题,提出一种基于视觉单词优化仿射尺度不变特征变换的视频人脸识别算法。首先从兴趣点提取仿射尺度不变特征变换的图像描述符,将其作为人脸图像表示法;然后,由高斯差分检测,使用视觉单词的索引取代这些描述符;最后,计算视觉单词之间的巴氏距离,并利用最大相似性原则完成识别。在两大通用视频人脸数据库Honda及Mo Bo上的实验验证了该算法的有效性。实验结果表明,相比其他几种较为先进的视频人脸识别算法,该算法明显提高了识别率,并且大大降低了计算复杂度,有望应用于实时视频人脸识别系统。

一种抗视角变换的改进SIFT景象匹配算法

针对光电成像制导过程中,电视导引头实时获取的前视图像与预存的目标区域基准图像之间存在较大视角差异时,SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法得到的正确匹配点对数较少导致匹配失败的情况,提出一种改进的SIFT景象匹配算法。该算法通过在高斯尺度空间中提取抗仿射变换区域,并进行区域归一化处理来获得抗视角变换特征点集的方法,使正确匹配点对明显增加。实验结果表明,该算法对视角变换具有很好的鲁棒性:在视角差高达50°至60°以上时得到的匹配准确率较SIFT算法提高近5倍,具备工程实用价值。

基于特征点和SAR-SIFT算法的林权测绘地形图像几何配准

目前常规的测绘地形图像几何配准主要通过对单应性矩阵进行求解,从而实现图像配准,由于对待配准图像的灰度化处理程度较低,导致配准精度较差。对此,本文研究基于特征点和合成孔径雷达(SAR)-尺度不变特征变换(SIFT)算法的林权测绘地形图像几何配准方法。首先对SAR图像成像机理进行分析,在此基础上采用滤波算法对图像进行处理,并采用加权平均法对红、绿、蓝三原色(RGB)通道分量进行灰度化处理。然后结合SAR-SIFT算法,构建多层次的尺度空间,并结合海森矩阵对像素梯度值进行计算,生成特征描述子。最后通过对特征描述子的相似度进行计算,结合匹配阈值,实现图像特征点的匹配。实验结果表明:采用基于特征点和SAR-SIFT算法的林权测绘地形图像几何配准方法对图像进行几何配准时,算法的均方根误差值较小,具备较为理想的几何配准精度。

SIFT特征匹配技术在自动相对定向中的应用

提出了一种利用尺度不变特征变换(SIFT:Scale invariant Feature Transform)特征匹配技术应用于遥感影像自动相对定向的方法,SIFT特征是图像的局部特征,其对旋转、尺度缩放、亮度变化均保持不变,对视角变换、仿射变换、噪声均有一定程度的稳定性。文中给出了较为详细的理论分析和实验分析,结合小波变换建立影像金字塔采用分频道相关提高影像匹配的速度,利用最小二乘匹配方法提高了匹配的精度,取得了较好的实验结果。

基于向量夹角的SIFT特征点匹配算法

提出一种基于向量夹角的近似最近邻搜索算法.该算法首先计算高维空间向量与随机选择的参考向量的夹角,并进行排序.计算出待查询向量与参考向量的夹角后,采用二分搜索算法在已排序夹角中查找对应的夹角,并以此夹角为中心,在一定范围内搜索给定向量的近似最近邻.实验结果表明,文中算法可显著提高尺度不变特征变换特征的匹配速度,并能获得满意的匹配效果.

面向CPU＋GPU异构计算的SIFT特征匹配并行算法

依据图形处理器(GPU)计算特点和任务划分的特点,提出主从模型的CPU+GPU异构计算的处理模式.通过分析和定义问题中的并行化数据结构,描述计算任务到统一计算设备架构(CUDA)的映射机制,把问题或算法划分成多个子任务,并对划分的子任务给出合理的调度算法.结果表明,在GeForce GTX 285上实现的尺度不变特征变换(SIFT)并行算法相比CPU上的串行算法速度提升了近30倍.

基于多尺度SIFT特征的SAR目标检测

提出一种用于SAR图像目标检测的多尺度SIFT特征提取及降维方法。针对在单一尺度下无法完整描述SAR目标的问题,采用高斯尺度空间和多组种子点的方式实现多尺度SIFT特征描述,并对同一尺度和不同尺度间的描述冗余和结构冗余分别采取稀疏编码和特征统计的降维方式实现去冗余处理。在多尺度因子和尺度层数的选择上,通过定量计算选取最优描述参数,使得代表目标特征的向量既包括目标整体轮廓信息又包含图像细节描述。与传统双参数恒虚警率、单尺度SIFT特征、多尺度SIFT-PCA等方法进行对比测试,验证了该方法的有效性。

基于改进SIFT特征的双目图像匹配算法

针对SIFT(尺度不变特征变换)算法无法准确定位物体形状特征的问题,提出了一种结合了Harris角点和SIFT算法的立体匹配方法。在DOG尺度空间提取Harris算子作为图像的特征点并为每个特征点定义主方向,计算出特征点的32维特征向量描述子并用BBF算法检索同名特征点之间的欧式距离进行匹配。在降低SIFT算法的时间复杂度的同时提高了算法提取特征点的形状意义,在双目图像匹配实验中取得了较好的结果。

基于SIFT特征的弹底窝痕自动识别方法

为实现枪弹检材的快速准确匹配,提出了一种基于尺度不变特征转换(SIFT)算法的弹底窝痕配准方法及一种经验的匹配判定方法。对SIFT算法实现弹底窝痕配准进行了详细分析和分步验证,包括特征点提取、特征向量生成以及欧氏距离法初匹配,最后以随机抽样一致法(RANSAC)进行提纯,排除误匹配点对。在此基础上,总结出一种经验的痕迹匹配判定方法,即特征点密集区域法。可提取特征点密集区域,计算其面积占窝痕总面积的百分比η,以此作为匹配判定依据。基于推荐样本的实验表明:η设定为12%,已知匹配和已知不匹配的弹底窝痕可被有效区分。

基于GPU的变型SIFT算子实时图像配准

针对SIFT变型算法描述向量维数过高实、时性差的问题,分别在建立高斯尺度金字塔、关键点的亚像素定位等方面进行改进与并行化。利用CUDA设备构架在GPU硬件上实现多线程,一方面避免了PCA方法造成的关键点信息流失,另一方面使得配准速度达到了工程中的实时性要求。在VS2005平台上通过C语言实现混合CUDA编程,结果表明该方法使得配准速度和点对匹配正确率都有较大提升。

基于分水岭分割和尺度不变特征点的多目标全自主跟踪算法

该文针对多目标的鲁棒跟踪问题,设计了一种基于图像分水岭分割和尺度不变特征变换(SIFT)特征点的多目标全自主跟踪算法。为规避图像平坦区域,提出在原图上叠加规则坡度图的思想,并在浮点域进行一定尺度高斯模糊处理,将区域极小值点作为种子点完成分水岭分割,并将极值点作为目标特征点,通过前后帧分水岭映射生成特征点短时轨迹,自动检测运动目标。之后依据目标所处状态(是否发生遮挡)和分水岭分割图建立、更新目标SIFT特征池,结合分水岭映射、SIFT特征池匹配完成对目标的鲁棒跟踪。实验结果表明,该算法能有效完成视频中多目标的持续跟踪,并对目标遮挡有较好的鲁棒性。

应用边缘图像SIFT特征配准印鉴图像

为了准确配准印鉴图像,为高仿真印鉴的真伪识别做好准备,提出利用印鉴边缘图像SIFT(Scale Invariant Feature Transform)特征的相似性和空间关系相结合的配准方法。采用邻域搜索法提取待测印鉴与预留印鉴的二值边缘图像,在印鉴边缘图像中提取SIFT特征,并根据相似性匹配。利用印鉴边缘图像SIFT特征匹配点对的空间关系剔除错误匹配,提高配准效率。利用RANSAC方法估计两印鉴的变换模型。分别配准具有不同形状及印文内容的10组真印鉴图像和10组假印鉴图像。将所得结果与其他两种典型的配准方法作比较。以两印鉴配准后不重合边缘点之间的平均距离评价配准的准确性,以最大距离量化配准后出现的最大差异。实验结果表明,该方法可以准确配准待测印鉴与预留印鉴图像,对印鉴形状、笔画结构无任何限制,配准速度比直接利用印鉴二值图像SIFT特征的配准方法提高一倍。

基于SIFT特征的异源遥感影像匹配方法研究

由于不同传感器、多时相、多分辨率、多波段的遥感图像的光谱特征、空间特征、纹理特征等存在较大差异,为影像匹配带来了困难。针对异源遥感影像成像机理的不同特点,从影像特征角度,引入尺度不变特征变换(Scale-Invariant-Feature-Transform,SIFT)方法,实现光学影像、SAR影像和多光谱影像间的匹配;针对SIFT单向匹配算法的不足,引入匹配约束,采用双向匹配策略对其优化,提高了匹配的可靠性。实验表明,该算法具有稳定、可靠、快速等特点,适用于存在光谱特征、空间特征、纹理特征等差异的异源遥感影像的高精度匹配。

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SIFT图像特征区域的全息水印技术

为了增强水印的不可见性和鲁棒性,提出了一种基于图像特征区域的水印算法。首先利用SIFT(Scale Invariant Feature Transform)算法从载体图像蓝色B通道中提取图像特征点来进行优化和筛选,根据优化后的稳定特征点及其特征尺度确定图像的特征区域,再结合全息技术,对原始水印图像进行双随机相位加密,生成加密全息水印;然后对特征区域进行离散余弦变换(DCT);最后在其中频区域嵌入加密全息水印。在提取水印时无须借助原始图像,是盲水印技术。实验结果表明:该算法重建的水印图像与原始水印图像的NC值高达0.95;水印的嵌入对图像质量影响很小,PSNR值高达55.97,能够抵抗常规信号攻击及缩放、剪切、平移等几何攻击。