基于改进快速鲁棒特征的图像快速拼接算法

针对快速鲁棒特性(SURF)算法实时性、鲁棒性等无法满足实际应用需求的问题,提出了一种对SURF的改进算法,实现图像快速拼接。改进的算法采用机器学习的方法,建立一个二进制分类器,识别出SURF提取的特征点中的关键特征点,并剔除非关键特征点。此外,采用Relief-F算法将改进的SURF描述子降维简化来完成图像配准。图像融合阶段采用带阈值的加权融合算法,实现了图像无缝拼接。实验结果表明,改进的算法具有较强的实时性和鲁棒性,并且提高了图像配准的效率,加快了图像拼接的速度。

快速鲁棒特征算法的CUDA加速优化

提出一种基于统一计算设备架构(Compute Unified Device Architecture,CUDA)的快速鲁棒特征(Speed-up Robust Feature,SURF)图像匹配算法。分析了SURF算法的并行性,在图像处理单元(Graphics Processing Unit,GPU)的线程映射和内存模型方面对算法的构建尺度空间、特征点提取、特征点主方向的确定、特征描述子的生成及特征匹配5个步骤进行CUDA加速优化。实验表明,相比适用于CPU的SURF算法,文中提出的适用于GPU的SURF算法在处理30MB的图片时性能提高了33倍。适用于GPU的SURF算法拓展了SURF算法在遥感等领域的快速应用,尤其是大影像的快速配准。

基于地面快速鲁棒特征的智能车全局定位方法

针对目前视觉定位方法大多基于地面语义特征(如车道线、停车线等)容易受到其他地面语义特征(如箭头、斑马线等)的影响,提出了一种基于地面快速鲁棒特征(SURF)点的全局定位方法.该方法首先在鸟瞰图中检测SURF点,结合高精度GPS构建地面SURF地图.然后在此基础上,使用迭代最近点算法,将在线检测结果与地图匹配获得车辆全局定位,并通过扩展卡尔曼滤波将定位结果与惯导和里程计数据进行融合,提高全局定位精度.实验结果表明,所提出的方法可获得分米级定位结果,能满足智能车的定位需求.

基于快速鲁棒特征的CamShift跟踪算法

为了解决CamShift算法由于对颜色敏感导致的跟踪效果变差或失效的问题,提出一种基于局部特征匹配的CamShift跟踪算法。采用快速鲁棒特征(SURF)方法在多通道图像的目标区域和搜索区域提取包含图像信息的局部特征点,并利用近似最近邻搜索对特征点进行匹配;使用提纯后的匹配结果得到特征点的位置、尺度及方向信息,对CamShift方法进行约束和更新,以提高跟踪精度和稳定性。实验结果表明,与经典CamShift算法和同类的改进算法相比,该算法能够较好地实现对复杂背景下旋转和放缩运动目标的实时跟踪。

基于空间约束的快速鲁棒特征匹配优化

该文提出一种基于空间约束的快速鲁棒特征(SURF)匹配优化算法,称为SC-SURF。首先通过SURF算法检测和匹配图像的特征点。然后根据最近邻比例越低其匹配精度越高的特点,得到按最近邻比率排序的匹配点。并以最优匹配点作为参考点生成新的坐标系,利用空间位置关系地图对每对匹配点进行编码。同时为了简化随机抽样一致性(RANSAC)算法,选择尽量少的最优匹配点对作为RANSAC的代表测试数据集,并由该测试数据集拟合目标投影变换矩阵。最后结合匹配点间的空间位置关系和简化的RANSAC算法对匹配点进行几何校验。实验表明该方法在达到良好匹配精度的同时,具有鲁棒性强,匹配速度快的优点。

基于快速鲁棒特征的眼底图像自动配准与拼接

针对眼底图像对比度低、光照不均匀、视场局限及不同视场间存在几何畸变等特点,提出一种基于快速鲁棒特征(SURF)的眼底图像自动配准与拼接算法。该算法分别提取各视场眼底图像同态滤波增强后有效视场的SURF,特征匹配后得到匹配点对,结合透视变换模型和RANSAC算法去除误匹配点对,周围视场依次与中央视场匹配计算变换矩阵,配准、融合后得到眼底全景图像。对项目中实际的眼底照相机获取图像的自动配准与拼接表明,该算法可以快速、高精度地实现不同视场眼底图像的自动配准与拼接,精度达到像素级,具有很好的鲁棒性。

基于改进的快速鲁棒特征算法的人脸检测研究

针对快速鲁棒特征(SURF)算法冗余信息多且计算速度慢的缺点,该文对SURF算法进行改进,用于人脸检测。计算特征点邻域的图像熵,并使用非极大值抑制提取图像熵高的特征点,通过减少区域描述减少冗余信息。使用扇形窗口遍历各特征点邻域,通过计算窗口内哈尔小波响应构建该点的特征描述子,从而加快计算速度。使用费舍尔矢量核将各特征描述子映射到高维空间进行人脸检测。仿真实验表明,在应用于人脸检测数据集和基准(FDDB)数据集时,与SURF算法相比,该文算法检测率提高了7.9%,特征计算时间减少了53.1%,特征点数减少了59.7%。

基于一种快速鲁棒特征描述子的图像匹配

基于一种快速鲁棒特征描述子进行图像特征点之间的匹配。此方法基于积分图像,使用快速Hessian检测子来提取图像特征点。对每个特征点,通过计算Haar小波,来寻找它的主方向。然后构造窗口区域,以主方向和与主方向垂直的方向上的小波和来描述特征点。最后以特征描述向量的距离为标准寻找不同图像之间的特征匹配。

双层RBF核快速鲁棒DAISY典型遥感图像配准

针对遥感图像配准过程中,存在信息计算量大、精度不高的问题,提出一种快速鲁棒DAISY局部特征RBF核典型相关分析的遥感图像配准算法(FRBFKCCA)。首先。采用快速鲁棒特征提取方式,对遥感图像进行特征描述,并针对该算法存在的精度较低问题,利用DAISY局部特征描述对其进行改进,设计实现了遥感图像的DAISY局部特征描述的快速鲁棒特征提取方法;其次,在遥感图像配准过程中,针对核典型相关分析方法中,存在的逆矩阵计算奇异性难以直接计算的问题,采用双层径向基神经网络实现核典型相关分析的改进;最后,通过实验对所提算法与对比算法进行对比,显示其图像配准准确度可达96%以上,且图像的配准效率和精确更高。

基于快速鲁棒特征集合统计特征的图像分类方法

针对现有利用快速鲁棒特征(SURF)进行图像分类的方法中存在的效率低、正确率低的问题,提出一种利用图像SURF集合的统计特征进行图像分类的方法。该方法将SURF的各个维度及尺度信息视为各自独立的随机变量,并利用拉普拉斯响应区分不同数据。首先,获取图像的SURF向量集合;然后,分维度计算SURF向量集合的一阶中心绝对矩、带权一阶中心绝对矩等统计特征,并构建特征向量;最后,结合支持向量机(SVM)进行图像分类。在Corel 1K图像库上的实验结果表明,该方法查准率较SURF直方图方法和三通道Gabor纹理特征方法分别提高17.6%和5.4%。通过与HSV直方图特征进行高级特征融合,可获得良好的分类性能。与SURF直方图结合HSV直方图方法、三通道Gabor纹理特征结合HSV直方图方法、基于视觉词袋(Bo VW)模型的多示例学习方法相比,查准率分别提高了5.2%,6.8%,3.2%。

一种基于空-时快速鲁棒特征的视频词汇的人行为识别方法

提出了一种空-时快速鲁棒特征(SURF)描述子,并且结合视频词汇概念,应用于人行为识别.这种新的描述子在行为识别应用中能很好地体现视频的时空本质,通过词袋(Bag of Words)模型来表征视频,且在表征过程使用了非硬性权重.实验以瑞典皇家理工学院的行为识别数据集作为测试对象,使用了相关领域传统的分类策略,同时引入了包含二次判断的投票系统.实验结果证明,结合特征描述子和视频词汇的行为识别框架在速度和准确率上均优于已有的一些方法,同时该分类策略在某些行为类型上优于传统的分类方法,能有效地应用于行为识别领域.

一种快速鲁棒的模板匹配算法

模板匹配是计算机视觉领域中一项重要的研究内容。提出了一种基于特征点匹配的快速鲁棒的模板匹配算法。为了提升匹配速度,该算法提取模板图片与目标图片的特征点进行匹配,而不是采用传统的计算模板匹配与滑动窗口相似性的方法。首先提取出两幅图片的特征点并对这两个特征点集合进行匹配;然后基于运动统计模型移除错误点对;最后利用网格框架来定位目标图片中的物体。实验结果表明,该算法匹配速度较快、准确度较好,并且在匹配水下声呐图片时有较好的表现。

一种并网逆变器的快速鲁棒脉宽调制方法

在并网逆变器的传统控制方式下,占空比通常在下一个载波的波谷处装载,这样带来的滞后一拍的控制延时会严重影响到并网系统的稳定性和动态性。对此,提出了一种快速鲁棒脉宽调制方法,能够有效消除占空比滞后一拍装载带来的控制延时问题。分析了所提方法能够有效降低系统闭环特征方程的阶次,增大系统稳定范围,减少超调量,从而提高了系统的临界稳定性,改善了负荷突变时系统达到稳定状态时的动态性能。最后通过实验验证了所提方法的有效性,实现高质量的并网电流馈入电网。

SAR/INS组合导航中基于SURF的鲁棒景象匹配算法

在SAR/INS组合导航系统中,由于合成孔径雷达采用正侧视成像工作方式,会引起SAR图像的严重变形,而且获取的SAR图像还可能存在严重的斑点噪声。为了适应SAR图像的几何畸变和高斑点噪声影响,需要提取出的图像特征具有较高的鲁棒性。本文提出了基于SURF的导航用鲁棒景象匹配算法,算法首先针对惯性组合导航的工作特点,对SURF特征匹配进行了改进和优化设计,然后用RANSAC方法过滤掉错误和低精度的匹配点,最后,进行最小二乘精确匹配获取航向和位置偏差信息。通过仿真分析了算法对SAR图像的适应性、抗斑点噪声性能,匹配精度以及实时性,并与基于SIFT特征的景象匹配算法进行了对比。仿真结果表明,所提出算法性能优越,在匹配适应性、鲁棒性、匹配精度及匹配速度方面都优于SIFT算法,可以满足SAR/INS组合导航系统图像匹配修正的高性能要求。

基于SVD-SURF的宽基线鲁棒景象匹配算法

提出一种基于SVD-SURF的宽基线鲁棒景象匹配算法。首先,在实时图与基准图奇异值分解的基础上构建SURF尺度空间,运用快速Hessian矩阵定位极值点;然后,计算出图像的64维SURF描述子;最后,通过Hessian矩阵迹进行特征点匹配,并利用RANSAC参数估计方法剔除出格点,从而实现位置参数的精确估计。实测航空图像序列位置估计实验表明了该景象匹配算法对图像的旋转、尺度变换及噪声不敏感,具有较强的实时性、精确性和鲁棒性。

结合惯性导航特性的快速景象匹配算法

针对景象匹配/惯性组合导航对图像匹配算法实时性、鲁棒性、精确性的要求,结合惯性导航的工作特点,深入分析快速鲁棒特征(speeded up robust feature,SURF)算法主要技术特征,研究了其影响导航性能的主要因素。结合惯性器件的误差特性,提出针对导航应用的SURF改进方法,较好地增强了算法的实时性、稳定性、可控性。在图像匹配基础上,构建适应景象匹配算法的空间变换模型,从而在理论上检测图像匹配的正确性并求解导航参数。研究结果表明,基于SURF研究的景象匹配算法具备亚像素级精度、毫秒级实时性和优越的抗形变能力。

多四旋翼无人机鲁棒全局快速终端滑模编队容错控制

针对多四旋翼无人机编队飞行时领导者受外界环境干扰、建模耦合因素及执行器故障影响的问题,设计了一种基于扩张状态观测器的鲁棒全局快速终端滑模容错控制方法。通过建立带外部环境干扰和执行器故障的四旋翼无人机模型,使用扩张状态观测器来估计干扰、耦合因素和故障,利用鲁棒全局快速终端滑模容错控制器进行补偿控制。为了提高系统响应速度并减少抖振,在控制器设计中引入带有继电特性的连续函数。结合领导者-跟随者法和滑模控制理论设计编队协同控制器,确保无人机编队完成飞行任务。仿真结果表明该方法具有良好的容错性能。

点邻域信息加权的点云快速拼接算法

针对传统四点鲁棒快速拼接算法在数据量较大时计算速度不够理想的问题,提出一种基于点邻域信息加权的点云快速拼接算法.首先对传统法向量估算算法进行改进,提出加权主成分分析算法计算点的法向量;然后利用点到邻域内其他点的重心的距离进行特征点提取;再用一种基于加权曲率计算的邻域特征描述来筛选对应点对,并运用双重约束对得到的对应点对进行筛选提取有效点对;最后代入四点法作为初始数据进行拼接.实验结果表明,文中提出的法向量和曲率加权计算、特征点提取、对应关系筛选方法稳定可靠;该算法比传统四点拼接算法精度更稳定,整体拼接速度得到了很大提升.

基于低对比度红外图像时空信息的气体泄漏检测

气体泄漏事故造成的危害是多方面的,如环境污染、人员财产损失、火灾爆炸。红外热成像作为可实现大范围快速成像的定性探测技术被广泛使用,相比一般红外图像,气体红外图像的对比度更低,边缘更加模糊,不易识别。针对上述问题,本文提出一种基于混合高斯背景建模的低对比度气体红外图像泄漏检测方法。首先,在预处理阶段,提出时域自适应帧间滤波算法实现红外图像的降噪和细节保持;然后,基于空域信息和梯度信息约束,提出时空混合高斯背景模型实现泄漏气体目标的前景的初步提取;最后,为更好地去除前景检测中干扰的运动目标,利用改进的快速鲁棒的模糊C均值聚类方法实现气体区域的自适应分割。实验结果表明,在5 m的泄漏距离下,该检测算法可有效提高准确率,弥补气体区域空洞问题,降低其他运动物体的干扰,气体泄漏检测准确率在92.3%~96.3%,与其他算法相比具有显著的抗干扰和区域分割能力。

基于SURF算法的水下图像实时配准方法

为实现水下图像拼接实时性和鲁棒性的要求,提出一种基于SURF算法的水下图像配准方法.首先针对水下图像进行预处理;然后采用SURF算法获取参考图像和配准图像的特征点,采用kD树方法找出潜在的配准点对,再结合RANSAC和最小二乘法求出图像之间的映射关系,在取出外点的同时迭代计算出最终的精确解,并使用双线性插值方法对待配准图像进行重采样,得到配准后的图像;最后使用加权平均算法进行图像融合,完成水下图像拼接.实验结果显示,该方法明显地改善了水下图像质量;与基于SIFT算法的图像配准方法相比,两者准确度相当,但其特征点提取速度快10倍左右,总的配准速度快5倍左右,极大地提高了实时性,并具有相当的鲁棒性.