基于遥感图像信息特征的单调递增SSDA算法

图像配准就是将不同时间、不同传感器或不同条件下对同一景物获取的两幅或多幅图像,进行比较找到该组图像中的共有景物,或是根据已知模式到另一幅图中寻找相应的模式。利用遥感图像进行目标监测需要进行图像配准处理。匹配算法如何达到高精度、高匹配正确率和实时性成为人们追求的目标。文章在传统匹配算法的基础上,提出两点改进:一是通过PCA-圆形SIFT算法提取图像特征角点,降低维数,优化计算;二是利用图像角点作为单调递增阈值序列SSDA算法匹配的基本像素点,利用遥感图像信息特征降低匹配计算量。最后进行实验仿真,结果表明,改进后的算法使得配准速度进一步提高,能够满足遥感图像配准实时性的要求。     

基于边缘角点的SIFT图像配准算法

SIFT由特征提取,特征描述符描述和特征匹配3部分构成,该算子特征提取数目庞大,建立特征描述符运算量高,导致算法效率低.提出了一种SEC (SIFT-Edge-Corner)算法,在图像尺度空间提取角点代替SIFT特征点,并根据角点是边缘曲率极值理论,预先采用Canny算子得到高斯边缘图像金字塔,再提取角点并进行尺度选择.实验结果表明:该算法在保障高准确率的前提下大幅度提高特征提取效率.     

基于SIFT的图像匹配算法

基于SIFT的图像匹配算法通过尺度空间检测特征点,计算特征点邻域的梯度方向直方图生成SIFT特征向量,然后采用SIFT特征向量的欧式距离来作为两幅图像中关键点的相似性度量.从不同阈值设置、视角变化及遮挡、添加噪声等几个方面对基于SIFT的图像匹配进行了研究和探讨.实验结果证明,本算法对图像尺度、视角变化、目标遮挡、噪声影响等方面有较好的鲁棒性,适用于在海量特征数据库中进行快速、准确的匹配.     

基于边缘角点的SIFT图像配准算法

SIFT由特征提取,特征描述符描述和特征匹配3部分构成,该算子特征提取数目庞大,建立特征描述符运算量高,导致算法效率低。提出了一种SEC(SIFT-Edge-Corner)算法,在图像尺度空间提取角点代替SIFT特征点,并根据角点是边缘曲率极值理论,预先采用Canny算子得到高斯边缘图像金字塔,再提取角点并进行尺度选择。实验结果表明:该算法在保障高准确率的前提下大幅度提高特征提取效率。     

基于几何约束的倾斜影像特征匹配方法

针对倾斜影像视角变换较大、重复纹理导致匹配数量少、匹配精度不高的问题,提出一种适用于倾斜影像的特征点、线分级匹配方法.首先,用直线提取（检测）算法（LSD）获取影像直线特征,并将直线特征以一定约束进行直线组对,构建直线对区域与改进的SIFT (scale-invariant feature transform)特征描述符进行匹配,使用RANSAC算法剔除误匹配,获得初始匹配结果后再进行核线约束;然后,利用已获得直线对区域进行影像局部纠正,在纠正后的局部影像上采用SIFT匹配并反算回原始影像,利用得到的同名点全局纠正倾斜影像,并进行特征点匹配与采用基于方格的运动统计算法（GMS）剔除误匹配,仍将匹配结果反算回原始影像上;最后,将仿射尺度不变特征变化结果与点拓展匹配结果进行合并,得到最终匹配结果.试验结果表明：本文方法匹配正确率与经典的仿射不变匹算法（ASIFT）的正确率相差不大,但匹配数量却是ASIFT算法的1倍～3倍.     

基于压缩感知的SIFT图像匹配算法的研究

针对尺度不变特征变换(SIFT)算法的计算量大、速度慢等缺点,提出了一种融合压缩感知的图像匹配算法。首先对目标图像和待匹配图像进行预处理,利用压缩感知技术进行图像压缩,结合SIFT算法提取图像的特征点,通过自适应阈值序贯相似性检测(SSDA)匹配算法进行图像快速匹配搜索,从而找到最佳匹配位置。     

基于Harris的改进SIFT算法

SIFT算法是一种具有尺度不变性的特征提取算法,能够有效地提取图像中的局部特征.为了在提高SIFT算法实时性的同时兼顾算法鲁棒性,利用Harris算法思想中使用图像灰度一阶偏导数的局部自相关函数的方法对SIFT算法进行改进,消除SIFT算法中因使用Hessian矩阵出现的边界效应.这种改进方法可以有效去除SIFT算法中因使用Hessian矩阵消除边界效应时提取出的处于边界位置或亮度不够的特征点,提高图像拼接的质量.实验证明改进的算法提高了算法的检测时间和鲁棒性,将改进的算法应用于制作虚拟漫游系统,取得了良好的效果.     

基于图像变形的全景平滑漫游算法研究

针对目前全景漫游系统在切换视点时产生跳跃感的问题,提出了一种基于图像变形的平滑漫游算法.首先采用SIFT特征提取方法对过渡图像进行特征提取,同时采用图像区域划分的方法对特征点进行筛选,建立特征点集的映射关系;然后,构造特征点集的Delaunay三角剖分,在三角剖分的基础上,计算对应三角形区域的仿射变换参数;最后,对图像进行插值和生成中间过渡图像.实验表明该方法实现了特征点集的自动对应,提高了全景漫游系统的交互性和沉浸感,算法实用、高效,对于有诸多不确定性因素的过渡图像有较好的自适应性.     

基于点特征的图像数据配准方法研究

数据配准是数据融合过程中最重要的一个环节,通过感兴趣点检测算子提取点特征,利用点特征中的控制点或特殊点来定义松弛算法中的基本点对,并对松弛算法中点特征的匹配度进行改进,从而完成基于点特征的图像配准过程.实验表明,在仅存点特征位置偏移和存在比例、旋转与平移变化2种情况下的点特征匹配中,文中所提出的匹配算法有很高的匹配正确率.     

基于车载连续序列图像的道路曲率计算方法

提出一种基于车载连续序列图像的道路曲率计算方法.算法首先利用车载视 觉系统进行内外参数标定实现对路面车道线的三维重建,利用三维重建误差模型对重建 的数据点进行误差估计,并对数据点进行选弃.对序列图像中路面车道线重建出来的曲线 采用ICP 算法进行曲线匹配,并将匹配后的曲线映射到统一的参考坐标系中.最后利用匹 配曲线上的数据点进行圆周拟合,计算道路曲率.实验中利用真实的车载连续序列图像对 算法进行验证.针对曲率半径分别为96 m和430 m两段不同程度的弯道,利用本文算法计 算对应道路的曲率半径.结果表明,本文算法能够精确地计算出不同弯道的道路曲率,特 别是针对平缓弯道的曲率计算,比基于单幅图像的曲率计算方法更加准确与稳定.     

基于点特征和边缘特征的无人机影像配准方法

为解决变形较大的无人机影像配准问题,提出了点特征和边缘特征相结合的配准方法.用尺度不变特征变换(SIFT)算法提取点特征,完成影像的初步配准,并通过多项式函数对影像进行粗校正.在此基础上提取影像的边缘特征信息,根据距离相似性对边缘特征信息进行配准;依据色彩能量差筛选点特征信息配准结果和边缘特征信息配准结果,采用小面元微分校正的方法对变形影像进行校正.实验结果表明:提出的配准方法能够弥补点特征配准方法和边缘特征配准方法的不足,其配准的鲁棒性提高10%左右,可以较好地完成变形较大的无人机影像配准.      

Stereo Matching of Planar Curves Composed of Time Stamped Points

IntroductionMatching features such as points,lines,curvesegments,etc.in stereo images is a key step forscene reconstruction.The curve matching techniquesfor spatial curve segments and planar curve segmentshave been presented.Alibhai and Zucker[1]described…     

基于云模糊理论的图像纹理分割

为了处理图像纹理的模糊性和随机性,基于云模糊理论提出了纹理特征矢量云模型,并成功地应用于纹理图像分割.该方法在对纹理统计描述符模糊化处理后,逆向生成纹理特征矢量云.矢量云模型的数字特征能够很好地表达纹理的模糊性和随机性,据此通过云距离计算及纹理特征矢量云生长,完成对图像纹理的分割.实验结果表明,该方法较经典的ISODATA算法和K-means簇算法的分割精度高,并且迭代收敛速度快.     

Algorithm based on morphological component analysis and scale-invariant feature transform for image registration

In this paper, we proposed a registration method by combining the morphological component analysis (MCA) and scale-invariant feature transform (SIFT) algorithm. This method uses the perception dictionaries, and combines the Basis-Pursuit algorithm and the Total-Variation regularization scheme to extract the cartoon part containing basic geometrical information from the original image, and is stable and unsusceptible to noise interference. Then a smaller number of the distinctive key points will be obtained by using the SIFT algorithm based on the cartoon part of the original image. Matching the key points by the constrained Euclidean distance, we will obtain a more correct and robust matching result. The experimental results show that the geometrical transform parameters inferred by the matched key points based on MCA+SIFT registration method are more exact than the ones based on the direct SIFT algorithm.     

Mobile Robot Hierarchical Simultaneous Localization and Mapping Using Monocular Vision

A hierarchical mobile robot simultaneous localization and mapping (SLAM) method that allows us to obtain accurate maps was presented. The local map level is composed of a set of local metric feature maps that are guaranteed to be statistically independent. The global level is a topological graph whose arcs are labeled with the relative location between local maps. An estimation of these relative locations is maintained with local map alignment algorithm, and more accurate estimation is calculated through a global minimization procedure using the loop closure constraint. The local map is built with Rao-Blackwellised particle filter (RBPF), where the particle filter is used to extending the path posterior by sampling new poses. The landmark position estimation and update is implemented through extended Kalman filter (EKF). Monocular vision mounted on the robot tracks the 3D natural point landmarks, which are structured with matching scale invariant feature transform (SIFT) feature pairs. The matching for multi-dimension SIFT features is implemented with a KD-tree in the time cost of O(lbN). Experiment results on Pioneer mobile robot in a real indoor environment show the superior performance of our proposed method.     

基于时序融合的自动驾驶多任务感知算法

采用连续图像帧作为输入,挖掘连续图像帧之间的时序关联信息,构建一种融合时序信息的多任务联合驾驶环境视觉感知算法,通过多任务监督联合优化,实现交通参与目标的快速检测,同时获取可通行区域信息;采用ResNet50作为骨干网络,在骨干网络中构建级联特征融合模块,捕捉不同图像帧之间的非局部远程依赖关系,将高分辨率图像通过卷积下采样处理,加速不同图像帧的特征提取过程,平衡算法的精度和速度;在不同的图像帧中,为了消除由于物体运动产生的空间位移对特征融合的影响,且考虑不同图像帧的非局部关联信息,构建时序特征融合模块分别对不同图像帧对应的特征图进行时序对齐与匹配,形成融合全局特征;基于共享参数的骨干网络,利用生成关键点热图的方法对道路中的行人、车辆和交通信号灯的位置进行检测,并利用语义分割子网络为自动驾驶汽车提供道路可行驶区域信息。研究结果表明:提出的感知算法以多帧图像代替单一帧图像作为输入,利用了多帧图像的序列特性,级联特征融合模块通过下采样使得计算复杂度降低为原来的1/16,与CornerNet、ICNet等其他主流模型相比,算法检测精确率平均提升了6%,分割性能平均提升了5%,并保持了每秒12帧图像的处理速度,在检测与分割速度和精度上具有明显优势。      

New Method of Reconstruction from Nonparallel Stereo and Application to Surgical Navigator

A new method to reconstruct 3D scene points from nonparallel stereo is proposed. From a pair of conjugate images in an arbitrarily configured stereo system that has been calibrated, coordinates of 3D scene points can be computed directly using the method, bypassing the process of rectifying images or iterative solution involved in existing methods. Experiment results from both simulated data and real images validate the method. Practical application to surgical navigator shows that the method has advantages to improve efficiency and accuracy of 3D reconstruction from nonparallel stereo system in comparison with the conventional method that employs algorithm for standard parallel axes stereo geometry.     

基于等值线搜索带的地磁匹配算法

针对TERCOM算法在地磁匹配应用中存在的不足,提出了基于等值线搜索带的改进匹配算法,将地磁基准图上的匹配搜索区域缩小到航迹起始点地磁测量值对应的地磁场等值线附近区域,从而减少匹配搜索时间和计算量.仿真实验结果表明,该算法在保证匹配精度的前提下,能够有效降低匹配计算时间,提高匹配算法的实时性.