基于金字塔方向梯度直方图特征的核相关滤波目标跟踪算法

在使用传统的核相关滤波目标跟踪算法(KCF)对环境背景庞杂下的目标进行跟踪时,会出现目标丢失的情况。为解决该问题,提出了将金字塔方向梯度直方图特征与多峰检测机制相结合的核相关滤波目标跟踪算法。该改进算法在原有的KCF算法的基础上,采用金字塔方向梯度直方图的特征提取方式,并使用多峰值检测更新机制(APCE)对目标是否被遮挡进行判断。与传统的KCF算法相比较,该算法在光照化较大、目标存在遮挡等背景复杂的情况下有更好的跟踪效果,减少了目标的漂移。

应用方向梯度直方图和低秩分解的织物疵点检测算法

织物疵点检测是织物表面质量控制的关键环节。基于方向梯度直方图(HOG)和低秩分解,提出一种有效的织物疵点检测算法。首先,将织物图像划分为大小相同的图像块,提取每个图像块的HOG特征,并将图像块特征组成特征矩阵,针对特征矩阵构建有效的低秩分解模型,通过方向交替方法(ADM)优化求解,生成低秩阵和稀疏阵;最后采用改进最优阈值分割算法对由稀疏阵生成的显著图进行分割,从而定位出疵点区域。实验结果表明,低秩分解能有效实现织物疵点的快速分离,与已有方法进行对比,本文方法能显著提高复杂织物纹理图像的疵点检测性能。

基于感兴趣区梯度方向直方图的行人检测

针对以梯度方向直方图作为人体特征的行人检测存在向量维数较大、检测时间较长的问题,提出基于感兴趣区梯度方向直方图的行人检测方法,分别在头部及四肢等重点区域计算梯度方向直方图,有效地减少了向量维数。实验结果表明,该方法在检测率基本不变的情况下提高了检测速度。

基于颜色和梯度方向共生直方图的图像检索

为有效融合图像的形状、颜色等特征,提出一种基元梯度方向共生直方图和颜色直方图的彩色图像检索算法。首先将图像划分为4×4互不重叠的基元,并根据基元的梯度平均幅值把基元分为视觉均衡基元和视觉非均衡基元;接着计算视觉均衡基元的平均颜色值,并将其在HSV空间中量化到72色颜色空间,构建视觉均衡基元颜色直方图作为彩色图像的局部颜色描述子;然后将图像中各像素点颜色值在HSV空间量化到72色颜色空间,获得图像的全局颜色直方图;最后在视觉非均衡基元中构建梯度方向共生直方图描述图像的形状特征。融合局部颜色描述子、全局颜色直方图和形状特征构成彩色图像检索特征矢量。实验结果表明,所提算法能够准确描述彩色图像的颜色和形状特征,具有很好的旋转不变性和尺度不变性。相似性度量非常有效,查全率和查准率均有较大提高。

基于梯度方向直方图特征的多核跟踪

提出了基于梯度方向直方图特征的多核跟踪算法,对跟踪过程中的光线变化和部分遮挡具有较强的鲁棒性.该算法将目标分块,分别提取出每块的核函数加权的梯度方向直方图特征.目标模型和候选目标模型的相似度用所有块直方图间的Bhattacharyya系数之和进行度量,目标的跟踪通过Mean shift算法最大化两者的相似度实现.对车辆、人体等多个日标的跟踪验证了本文提出算法的有效性.

结合路面深度影像梯度方向直方图和分水岭算法的裂缝检测

裂缝检测对于道路维护和管理具有重要作用.由于深度影像对路面油污、阴影等因素不敏感,近些年来基于深度影像的检测方法已成为路面裂缝检测新的研究方向之一.传统的激光扫描线方法没有顾及裂缝在整个空间分布的变异性、各向异性和全局性特征,无法有效检测横向、块状、网状等裂缝.针对以往算法的不足,提出一种结合梯度方向直方图和分水岭算法的路面裂缝检测方法.首先,通过梯度方向直方图算法提取路面深度影像的裂缝边缘强度和方向;然后,利用裂缝边缘方向改进传统分水岭算法,最终提取裂缝目标.实验结果表明,该方法不仅能够准确检测多种类型的裂缝目标,而且能识别裂缝破损程度.

方向梯度直方图及其扩展

介绍方向梯度直方图(HOG)及其扩展。结合HOG的计算步骤阐述其内在理念和捕获的主要图像特征,指出其局限性,论述对HOG的重要扩展,包括多尺寸HOG、梯度方向直方图金字塔、分析降维HOG,给出对各扩展使用积分图加速计算的方法以及其他改善方法,从措施、复杂度、维数、思想等方面对各HOG改善方法进行比较,给出HOG未来的研究方向。

视角和旋转角变化时梯度方向直方图的转换

使用梯度方向直方图(HOG)来检测目标,需要大量的,有代表性的样本来训练分类器.一个目标的HOG,其特征在不同的摄像机视角和不同的光轴旋转角下,并不相同.因此,使用不同视角下的混合样本集来训练分类器时,目标检测的准确率受到样本噪声的影响将会降低.基于摄像机成像的基本原理,提出了一种转换算法,可以把一个样本在某个视角下的HOG特征转换成另一个视角下的HOG特征.这样既降低了分类器训练时需要采集的正负样本数量,又提高了支持向量机(SVM)分类的准确性,从而提高了目标检测的准确性.大量目标检测实验结果表明本文提出的算法是有效的.

一种新的基于梯度方向直方图的图像配准方法

构建了一种新的局部梯度方向直方图,同时定义了特征点的主方向,从而提出了一种具有旋转不变性的图像配准算法。首先采用高斯加权求模技术对特征点邻域内的像素的梯度作直方图统计,确定出具有旋转不变性和抗噪性的特征点主方向;然后用主方向作角度直方图统计,确定待配准图像之间的旋转角度。根据得到的特征点信息及旋转角度定义了特征点对互信息匹配准则,这样使得新配准算法对于图像间旋转角度的范围没有限制,获得了良好的配准效果。

基于梯度方向直方图的本色布疵点检测算法

本色布疵点检测是质量控制重要环节,目前仍由人工来完成。文章采用梯度模板与灰度化处理之后的本色布图像进行卷积,得到图像的梯度模和角度,将角度离散化,然后将图像分块,每块内根据离散化后的角度统计直方图,将所有分块的直方图连接,构成原始图像的梯度方向直方图特征向量,最后采用卡方距离和最近邻分类器进行分类。在包含1 252幅图像的数据集上进行实验,其中训练图像457幅,测试图像795幅,准确率达到96.85%。实验结果表明基于梯度方向直方图的特征提取算法能有效识别出本色布图像中的疵点。

基于稳定区域梯度方向直方图的行人检测方法

针对HOG算法采用简单均匀分布的块提取行人特征,导致过多冗余特征和检测效率较低问题,提出一种启发式的块生成算法.首先将待检测窗口划分成多个大小不一且交叉重叠的块,然后根据各个块的梯度方向直方图特征的稳定性对各个块进行排序,最后选取稳定性最高的多个块作为最终HOG算法的特征提取块.实验结果表明,该算法可取得较好的检测效果,并且检测速度得到了进一步的提高.

利用局部二值模式和方向梯度直方图融合特征对木材缺陷的支持向量机学习分类

根据木材缺陷类型及视觉特点的不同,将木材缺陷分为6类,加上正常无缺陷木材共分7类;实验将图像样本转化为灰度图后生成680个训练样本数据集和94个测试样本数据集。在分析单一方向梯度直方图(HOG)特征及局部二值模式(LBP)采用不同核函数对木材缺陷分类性能的基础上,提出局部二值模式和方向梯度直方图融合特征对木材缺陷分类。融合特征经主成分分析并降维,利用支持向量机的4种不同核函数分别验证局部二值模式和方向梯度直方图融合特征对木材缺陷分类的性能。结果表明:利用局部二值模式和方向梯度直方图融合特征比单一缺陷特征具有更高效的分类性能;采用线性核函数及高斯核函数对局部二值模式和方向梯度直方图融合特征进行支持向量机分类,分类准确率分别可达98.9%和97.8%,木材缺陷可实现自动检测分类。

累积方向-数量级光流梯度直方图的人体动作识别

为了提高光流信息在人体动作识别系统中应用的效果和效率,提出一种累计方向-数量级光流梯度直方图的人体动作特征表示方法。该方法首先利用Horn-Schunck充流算法计算图像光流,然后将光流矢量按照不同的方向-数量级进行直方图统计,得到单帧图像的方向-数量级的光流梯度直方图,最后将单帧图像的直方图特征在时间维上进行累积来表示整个视频动作的特征。利用该特征在KTH动作视频库上进行动作识别测试,4个场景的混合测试得到了87.5%的平均正确识别率,验证了算法的有效性。

基于角点类别特征和边缘幅值方向梯度直方图统计特征的复杂场景文字定位算法

针对复杂场景中纹理丰富的非文字区对文字定位算法的干扰,提出了基于光度不变量的角点类别特征和边缘幅值方向梯度直方图(Histogram of oriented gradients of edge magnitude,HOG-EM)统计特征两种新特征,并据此设计了一种两级多层复杂场景文字定位算法。首先获取边缘图像并提取根据HSL颜色空间特性划分的8层二值化图像,将其组成9层子图并做连通域分析提取文字候选区。然后提取文字候选区的角点类别特征和HOG-EM统计特征,将二者分别用于剔除非文字候选区和获取文字。实验表明:本文算法可以较为准确地剔除纹理丰富的非文字区,有效地降低复杂场景文字定位算法的虚警率,取得比较理想的准确率和召回率。

基于仿射梯度方向直方图特征的目标识别算法

针对基于传统梯度方向直方图特征的目标识别算法(HOG+SVM)在目标发生仿射变化时识别效果较差的问题,该文提出一种基于仿射梯度方向直方图特征的目标识别算法(AHOG+SVM)。通过提取多尺度金字塔梯度图像的HOG特征,提高了算法的尺度不变性;通过将平面HOG栅格拓展至3维HOG栅格,并根据目标的世界坐标系与图像坐标系的映射关系将3维HOG栅格映射为2维HOG仿射栅格,最后对仿射栅格内的HOG特征进行仿射逆变换,以达到增强算法旋转不变性与错切不变性的目的。多组实验结果表明,该文提出的算法能够解决在目标识别过程中由尺度变化、旋转变化和错切变化(3D视角变化)所造成的识别率较低的问题,性能优于HOG+SVM算法。

基于梯度方向直方图与高斯金字塔的车牌模糊汉字识别方法

针对现有车牌识别方法中对模糊车牌识别率不高的问题,提出一种结合高斯金字塔与梯度方向直方图(HOG)特征的车牌识别算法。利用金字塔模型多尺度表达的方法,首先对车牌模糊汉字图像建立两层高斯金字塔模型,第一层描述了模糊汉字的细节特征,通过对第一层作平滑处理并向下采样得到第二层,在描述模糊图像细节特征的基础上突出主体特征;然后对两层高斯金字塔模型提取HOG特征,拓展图像的特征维数,提高特征对模糊汉字的识别能力;最后采用BP神经网络分类器进行模糊且互为形近字间的汉字分类识别。仿真结果显示,在相同的样本空间下,与HOG特征法、K-L变换法相比,所提算法在识别率方面均有提高,能提高视频监控中对模糊汉字的有效识别率。

梯度方向直方图和子流形在目标跟踪中的应用

针对光照、姿态变化等情况下的目标稳定跟踪问题,提出了一种基于梯度方向直方图和子流形的目标跟踪方法。首先对目标区域进行划分,将各子区域的梯度方向直方图组合作为目标初始特征描述;然后通过局部保留投影将初始特征投影到子流形得到低维特征描述。在特征提取过程中使用了积分直方图以提高运算速度。在跟踪阶段,首先使用离线训练方式得到了目标类的子流形空间特征,然后使用子流形空间中特征与训练样本均值的距离作为相似性度量,采用粒子滤波框架进行跟踪。针对目标亮度、尺度、姿态变化以及存在遮挡等复杂条件下的视频跟踪结果验证了所提出方法的有效性和鲁棒性。

基于韦伯梯度方向直方图的人脸识别算法

针对传统人脸识别算法在姿态、表情和光照等变化下而引起识别效果不佳的问题,提出一种韦伯梯度方向直方图人脸识别算法(HWOG)。利用差动激励提取图像的结构和纹理信息,利用HOG算子提取原始图像的边缘特征,分块统计直方图特征信息,将所有分块的直方图串接得到人脸图像HWOG特征,用最近邻分类器进行分类。在YALE人脸库、ORL人脸库上和CAS-PEAL-R1进行实验,实验结果表明所提算法能有效提高识别率,且对光照、表情和姿态变化有较好的鲁棒性。

素描梯度方向直方图用于人脸画像识别

为有效提取人脸画像的轮廓信息,首先提出素描算子,使人脸画像的梯度幅值图像清晰、厚重,由此形成素描梯度方向直方图(S-HOG)描述子。其次优化S-HOG描述子的主要参数,提升S-HOG描述子的图像信息表达能力。针对缺乏实验用人脸刑侦画像库问题,建立了由不同画家完成的多风格人脸画像(MSFS)库,用于模拟人脸刑侦画像库。最后,在MSFS库、人脸观察画像库、PRIP人脸合成画像库上与尺度不变特征转换(SIFT)描述子、统一局部二值模式(ULBP)描述子及HOG描述子进行了比较实验。结果表明:在人脸观察画像库上,提出的S-HOG描述子比SIFT、HOG和ULBP描述子的识别率提高5.14%、3.22%和68.81%。在MSFS库上,分别提高14%、5.5%和26.5%。在PRIP库上,分别提高6.15%、4.06%和9.75%。

梯度方向直方图特征的人耳身份识别方法

人耳特征体具有普遍性、唯一性、稳定性和可采集性等作为生物特征识别必备的基本特性,易实现非打扰式识别.研究一类新型的基于梯度方向直方图的人耳身份识别方法,将人耳图像划分为不同子区域,分别提取各子区域梯度方向直方图特征,采用模糊隶属度匹配融合策略获取识别结果.重点讨论了局部遮挡时基于梯度方向直方图特征描述的人耳识别问题,定义并分析了人耳子区域识别贡献率,探讨累计遮挡问题,可为人耳图像有效鉴别子区域的确定提供参考.实验结果表明,基于梯度方向直方图的人耳身份识别方法是可行的与有效的.