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。

几何特征约束的SIFT特征匹配改进算法

图像配准精度直接影响机器视觉尺度检测的精度,针对尺寸不变特征变换(SIFT)特征匹配未考虑特征点之间的几何关系,对于小插件等灰度变化较平滑的图像易产生误匹配点的问题,提出了几何特征约束的SIFT特征匹配改进算法。首先,用基于边界拓扑分析的图像跟踪算法提取目标轮廓;然后,用轮廓特征对SIFT算法进行约束并利用随机抽样一致(RANSAC)算法去除“离群点对”;最后,估计变换矩阵并完成图像精确配准。基于高分辨率工业相机和高性能计算机构建精密尺度检测系统,以手机USB接口插件为对象进行实验,实验结果表明:该算法图像配准精准度可达95.31%,与SIFT算法、SIFT+RANSAC算法相比较,配准精准度得到了较大提高,该算法已应用于某检测设备研制中。

改进的抗全仿射尺度不变特征变换图像匹配算法

针对现有匹配算法难以解决图像发生仿射变换特别是发生大视角变换时的有效匹配问题,本文对匹配稳定性较好的尺度不变特征变换(SIFT)算法进行了深入研究和改进。借鉴其模拟和归一化相结合的思想对相机光轴的经度角和纬度角进行模拟并采用SIFT算法进行匹配。结果显示,提出的算法不仅保留了SIFT原有的对仿射变换的抵抗能力,而且对视角变换也有很好的鲁棒性,实现了完全的抗仿射变换。实验结果表明,与传统的SIFT算法相比,本文算法对仿射变换尤其是有大视角改变时有更好的适应性。

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。

以分数阶微分为基础的尺度不变特征变换图像匹配算法分析

进行数字图像处理主要是为了进一步提高图像质量以及其中特征等,以此有助于人或计算机进行识别与分析。在人类多元化需求不断提高的新形势下,进行图像处理在各个行业和学科都有涉猎,并且对精确度要求也非常高。图像特征提取在成功描述图像纹理、匹配图像、分割图像等领域都十分关键。分数阶微积分在信号处理中具有明显优势,其不仅可以有效增强图像,还可以保留图像的纹理细节。本文主要对以分数阶微分为基础的尺度不变特征变换图像匹配算法进行了深入探究,以期能够进一步提高图像质量。

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。

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.

改进仿射尺度不变特征变换算法的图像配准

为了更好地处理匹配效率、重复纹理匹配和仿射不变性匹配等问题,对完全仿射不变特征变换(ASIFT)算法进行两方面改进。匹配框架中特征提取的改进提高了ASIFT算法的匹配效率;利用优化随机采样算法(ORSA)结合以单应矩阵为几何线性约束模型的随机抽样一致性(RANSAC)改进匹配算法,提高了匹配精度和重复纹理结构的适应能力。实验结果表明,提出的改进算法能较好地匹配高度相似纹理,计算量小,计算速度快且精度高。

SIFT算法在钳剪痕迹中的同一认定研究

随着数字图像处理技术的进步,钳剪痕迹的同一认定成为了一个关键的研究领域。文中提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)的方法对钳剪痕迹进行同一认定。首先,利用SIFT算法从钢丝钳剪切的断头痕迹图像中提取关键点,将已知剪切痕迹检材与待识别痕迹样本进行匹配;然后,根据匹配点的数量和距离信息,评估痕迹图像之间的相似性和一致性;最后,通过RANSAC算法进行一致性验证和错误匹配剔除,得到最终的匹配结果。实验结果表明,该方法能够在较多的实验样本中进行初步的同一认定,为钳剪痕迹的识别提供了一种新的有效途径。

一种改进的SIFT图像特征匹配算法

针对传统SIFT图像特征匹配算法因其特征描述算子维度过高而造成的计算量大、实时性差的问题,提出一种基于内核投影的改进SIFT图像特征匹配算法。传统SIFT特征匹配算法采用平滑加权直方图计算特征点的梯度模值和梯度方向。采用内核投影算法对其进行改进,使生成的特征描述算子的维度降低,从而能够提高特征匹配效率。实验结果表明,改进后的SIFT算法具有较高的匹配精度,同时匹配时间有所减少,使实时性得到提高。

基于典型相关分析方法的尺度不变特征变换误匹配剔除

针对尺度不变特征变换(SIFT)描述子仅利用特征点的局部邻域灰度信息而对图像内具有相似灰度分布的特征点易产生误匹配的问题,提出一种基于典型相关分析(CCA)的SIFT误匹配剔除方法。该方法首先利用SIFT算法进行匹配,得到初始匹配对;然后根据典型相关成分的线性关系拟合直线,利用点到直线的距离剔除大部分误匹配点对;对剩余的匹配点对,逐一分析其对典型相关成分的共线性的影响,剔除影响程度大的特征点对。实验结果表明,该方法能够在剔除误匹配的同时保留更多的正确匹配,提高了图像配准的精度。

一种基于SIFT算法的图像镜像变换识别方法

SIFT(scale invariant feature transform)算法提取的图像特征对图像自身的镜像变换匹配精度不够。针对此问题,对SIFT算法进行了改进,提出FI-SIFT(flip invariant SIFT)算法:利用纵坐标方向的梯度初步判断图像是否为镜像变换,若是则把特征向量映射为极坐标,对极坐标进行重组后,再逆变换到直角坐标系,更新特征向量;然后基于欧式距离匹配两幅图像中的关键点。实验结果表明,采用FI-SIFT算法提取的图像特征进行镜像变换匹配,匹配精度有了很大提高,由改进之前的0.6上升到0.9。

SIFT特征匹配算法研究

提取灰度图像的SIFT特征并将其应用于图像检索是目前国内外研究的热点。用距离函数对图像的特征向量进行相似性度量,从而实现SIFT特征向量的匹配。通过实验很好地证明当图像本身的变化(例如大小或者旋转)对于图像的匹配的几乎没有影响。

基于改进SIFT算法的图像匹配

为进一步提高SIFT匹配算法的鲁棒性和正确率,从以下几个方面改进SIFT算法。对图像进行多分辨率小波变换,重建图像近似成分——低频信息参与匹配;采用"回"字形双层方邻窗将特征点邻域区域划分成四部分,建立32维特征点描述符向量;运用欧式距离初步确定匹配点,再用积分图像进一步剔除由于特征点具有空间相似性而出现的误匹配点,从而提高匹配精度。实验表明,本文算法在匹配精度和匹配时间上有明显提高,特别是当图像具有较多局部相似特征时,匹配点数增加,匹配正确率提高。

一种简化的SIFT图像特征点提取算法

针对目前尺度不变的图像特征点提取算法计算量较大,算法较复杂的问题,提出一种简化的SIFT图像特征点提取算法。此算法通过改变金字塔尺度空间的结构实现对SIFT特征点提取过程的简化,通过改变特征点描述子的结构实现对特征向量计算的简化,从而在保证算法鲁棒性的同时减少了计算量并增强了实时性。实验证明了该算法的有效性。

改进SIFT算法在文字图像匹配中的应用

使用SIFT算法对文字图像进行特征提取时,产生的特征点数目较少,且不同文字产生的特征向量存在强干扰性,导致匹配准确率较低。为此,提出一种改进的SIFT算法。该算法利用二值化图像代替灰度图像,增加特征点数目,并取消SIFT的旋转不变性。实验结果证明,与标准SIFT算法相比,改进SIFT算法能有效提高文字图像匹配的准确率。