矿井环境下视觉特征点算法的适用性研究

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作者 汪嘉文 廖晨非 +5 位作者 赵忠琦 黄誌鹏 谢沛龙 刘心怡 侯彦虎 杨克虎 《矿业科学学报》 北大核心 2025年第3期531-541,共11页

基于深度学习的特征点算法作为机器视觉底层核心算法之一,可服务于多种矿井应用,已成为矿山新型装备视觉感知能力的底层核心技术。光照变化、多粉尘、环境纹理缺失和纹理结构重复等矿井环境特点对特征点算法提出更高的挑战。为有效评估... 基于深度学习的特征点算法作为机器视觉底层核心算法之一,可服务于多种矿井应用,已成为矿山新型装备视觉感知能力的底层核心技术。光照变化、多粉尘、环境纹理缺失和纹理结构重复等矿井环境特点对特征点算法提出更高的挑战。为有效评估特征点算法在矿井环境中的适用性,构建2类数据集:矿井煤壁图像测试数据集包含20组具有挑战性的煤壁或巷道壁图像序列;巷道巡检图像数据集包含轮式机器人巡检过程中的589帧图像数据。通过对比试验评估多种特征点算法,包括尺度不变特征变换(SIFT)、ORB、加速稳健特征(SURF)、AKAZE、L2-Net、HardNet、GeoDesc、SuperPoint、R2D2和DISK。结果表明:特征点算法整体表现优异,特别是R2D2优势显著。此外,还评估特征点算法在低功耗边缘计算平台上的运行效率,进一步验证其在实际应用中的可行性。 展开更多

关键词 智慧矿山 特征点算法 矿井图像 数据集 深度学习

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一种改进的SIFT算法及其在医学图像配准中的应用 被引量：14

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作者 柯杉 王博亮 黄晓阳 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2010年第3期354-358,共5页

图像特征点的提取是医学图像配准的基础,其精确性直接影响匹配的结果.目前在实际应用中常使用手工提取特征点的方法,精确性差且工作量大.SIFT算子具有良好的尺度、旋转、光照等不变特性,被广泛应用于图像配准中.由于SIFT匹配算法对特征... 图像特征点的提取是医学图像配准的基础,其精确性直接影响匹配的结果.目前在实际应用中常使用手工提取特征点的方法,精确性差且工作量大.SIFT算子具有良好的尺度、旋转、光照等不变特性,被广泛应用于图像配准中.由于SIFT匹配算法对特征点匹配的条件较为严格,特征点的数量常常无法满足医学图像配准的实际需要,并且存在一定的误匹配.为增加特征点的数量,提高匹配准确率,采用SIFT算法自动提取特征点,并使用特征点之间的Euclid距离作为相似性判定度量,根据医学图像的特点保留低对比度点,以实现医学图像的配准.实验结果表明该方法是有效的. 展开更多

关键词 医学图像配准 特征点 SIFT算法

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融合深度信息的BRISK改进算法 被引量：3

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作者 张恒 刘大勇 +1 位作者 刘艳丽 聂晨曦 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第8期2285-2290,共6页

为了有效地利用RGB-D图像的深度信息,提高BRISK算法的尺度不变性和旋转不变性,提出一种融合深度信息的BRISK改进算法。首先,采用FAST算法提取特征点,并计算每个特征点的Harris角点响应值;然后,将整个图像划分为大小相同的网格,每个网格... 为了有效地利用RGB-D图像的深度信息,提高BRISK算法的尺度不变性和旋转不变性,提出一种融合深度信息的BRISK改进算法。首先,采用FAST算法提取特征点,并计算每个特征点的Harris角点响应值;然后,将整个图像划分为大小相同的网格,每个网格保留Harris角点响应值最大的特征点;其次,根据图像的深度信息直接计算特征点的尺度因子;最后,计算以特征点为中心的圆的灰度矩心,通过灰度矩心和特征点的位置偏差确定特征点主方向。从尺度不变性和旋转不变性两方面对几种算法进行了对比实验分析。实验结果表明,相比BRISK算法,改进后的算法在图像尺度变化时正确匹配特征点数提高了90%以上,在图像旋转时正确匹配特征点数提高了至少70%。 展开更多

关键词 BRISK算法 深度信息 尺度因子 尺度不变性 旋转不变性

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基于分数阶微分的尺度不变特征变换图像匹配算法 被引量：10

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作者 张丽敏 周尚波 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2011年第4期1019-1023,共5页

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... 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。 展开更多

关键词 分数阶微分 图像增强 尺度不变特征变换算法 图像匹配 特征关键点

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二进制鲁棒不变尺度特征匹配电子稳像 被引量：6

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作者 崔少辉 谢征 +1 位作者 王刚 陈鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期2715-2723,共9页

针对捷联图像制导系统中视频序列受弹体姿态变化和抖动而出现的不稳定现象,提出了一种基于二进制鲁棒不变尺度特征关键点(BRISK)的高精度快速鲁棒电子稳像算法。首先,用BRISK算法提取图像BRISK特征描述符;为了保证匹配精度和速度,采用... 针对捷联图像制导系统中视频序列受弹体姿态变化和抖动而出现的不稳定现象,提出了一种基于二进制鲁棒不变尺度特征关键点(BRISK)的高精度快速鲁棒电子稳像算法。首先,用BRISK算法提取图像BRISK特征描述符;为了保证匹配精度和速度,采用引导互匹配策略实现BRISK特征点跟踪匹配;然后,利用改进的随机抽样一致方法(RANSAC)剔除误匹配点对;最后,利用最小二乘算法(LSA)估计全局运动参数进而实现稳像。对标准图片的匹配测试和实拍视频稳像的结果表明:结合BRISK算法的电子稳像技术,运行时间小于30ms,定位精度达到0.1pixel,对光照变化、噪声以及复杂环境遮挡具有较强的鲁棒性,能快速有效地补偿捷联制导图像的复杂随机抖动并提高视频质量。 展开更多

关键词 捷联图像制导 电子稳像 运动估计 二进制鲁棒不变尺度特征 特征匹配 随机抽样一致方法

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基于二进制鲁棒不变尺度关键点-加速稳健特征的自然特征虚实注册方法 被引量：6

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作者 周翔 唐丽玉 林定 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2020年第5期1403-1408,共6页

针对基于视觉的增强现实(AR)中虚实注册的准确率和实时效果受光照、遮挡和视角变化影响大,易导致注册失败的问题,提出一种基于二进制鲁棒不变尺度关键点-加速稳健特征(BRISK-SURF)算法的自然特征虚实注册方法。首先,利用加速稳健特征(SU... 针对基于视觉的增强现实(AR)中虚实注册的准确率和实时效果受光照、遮挡和视角变化影响大,易导致注册失败的问题,提出一种基于二进制鲁棒不变尺度关键点-加速稳健特征(BRISK-SURF)算法的自然特征虚实注册方法。首先,利用加速稳健特征(SURF)特征提取算子检测特征点;然后,采用二进制尺度旋转不变鲁棒(BRISK)特征描述算子对特征点进行二进制描述,结合汉明距离实现准确高速的特征匹配;最后,根据图像间的单应性关系实现虚实注册。从图像特征匹配和虚实注册两方面进行实验,结果显示BRISK-SURF算法的平均准确率与SURF算法基本保持一致,比BRISK算法提高了约25%,平均召回率提高了约10%;基于BRISK-SURF的注册方法的结果接近参考标准数据,精度较高,实时性较好。实验结果表明,所提方法对于光照、遮挡和视角情况不同的图像具有较高的识别准确度、注册精度和实时效果。另外,使用此方法实现了基于AR的交互式旅游资源呈现与体验系统。 展开更多

关键词 增强现实 二进制尺度旋转不变鲁棒-加速稳健特征算法 单应性矩阵 自然特征 虚实注册

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基于网格纵横局部二值模式的三维人脸识别 被引量：12

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作者 汤兰兰 盖绍彦 +1 位作者 达飞鹏 邓星 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1413-1420,共8页

提出一种基于网格纵横局部二值模式的三维人脸识别方法。为了充分体现人脸表面的细节差异,有效表示出由表情引起的局部形状变化,本文首先在人脸网格表面的半刚性区域内检测关键点集,并且由关键点确定中心面片,由中心面片及其周围有序环... 提出一种基于网格纵横局部二值模式的三维人脸识别方法。为了充分体现人脸表面的细节差异,有效表示出由表情引起的局部形状变化,本文首先在人脸网格表面的半刚性区域内检测关键点集,并且由关键点确定中心面片,由中心面片及其周围有序环确定关键点邻域;其次将网格上中心面片及其周围有序环看成一个整体,从纵向(相邻环上对应面片之间)和横向(同一环上相邻标号面片之间)分别提取网格纵向局部二值模式描述符和网格横向局部二值模式描述符;然后对这两者进行特征融合得到网格纵横局部二值模式描述符;最后利用LC-KSVD2字典学习算法在Bosphorus数据库和FRGC v2.0数据库上完成识别实验。在Bosphorus数据库上各表情的平均Rank-1识别率为97.6%,在FRGC v2.0数据库上的Rank-1识别率为97.9%,该实验结果充分表明本文所提算法具有较高的识别精度,并且对表情变化具有一定的鲁棒性。 展开更多

关键词 3D人脸识别 关键点检测 网格纵向局部二值模式 网格横向局部二值模式 特征融合 LC—KSVD2算法

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基于骨骼关键点检测的多人行为识别 被引量：16

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作者 李梦荷 许宏吉 +2 位作者 石磊鑫 赵文杰 李娟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2021年第4期138-143,共6页

人体行为识别(Human Activity Recognition,HAR)技术是计算机视觉领域的研究热点,目前多人HAR的研究仍存在很多技术难点。针对多人HAR中人数判断不准确、特征提取难度大导致行为识别准确率低的问题,提出了一种基于骨骼关键点检测的多人... 人体行为识别(Human Activity Recognition,HAR)技术是计算机视觉领域的研究热点,目前多人HAR的研究仍存在很多技术难点。针对多人HAR中人数判断不准确、特征提取难度大导致行为识别准确率低的问题,提出了一种基于骨骼关键点检测的多人行为识别系统。该系统将骨骼点提取与动作识别相结合,首先对原始视频进行图像帧提取,然后通过OpenPose算法得到人体骨骼关键点数据来对人体进行检测并标注,最后根据骨骼点的特点提取人体姿态特征。同时,为准确描述特征之间的关系,提出了一种基于帧窗口矩阵的特征描述方法,该方法将支持向量机(Support Vector Machine,SVM)作为分类器以完成多人行为识别。选择UT-Interaction和HMDB51这两个公开的数据集中的10类日常典型行为作为测试对象,实验结果表明,所提方法可以有效提取图像中的多人骨骼关键点信息,且其对10类日常典型行为的平均识别准确率达86.25%,优于对比的其他已有方法。 展开更多

关键词 OpenPose算法 骨骼关键点提取 姿态特征提取 SVM分类器

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抗翻转的图像复制-粘贴篡改检测算法 被引量：1

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作者 张艳华 张荣 +1 位作者 赵福星 郭立君 《无线电通信技术》 2015年第3期34-37,共4页

图像的复制-粘贴篡改是常见的图像篡改方法之一。现有基于SIFT特征的算法能够有效地检测复制-粘贴篡改,但由于SIFT特征本身不能抵抗翻转,因此,这些方法不能检测出具有翻转操作的复制-粘贴篡改。基于SIFT特征,提出了一种抗翻转的图像复制... 图像的复制-粘贴篡改是常见的图像篡改方法之一。现有基于SIFT特征的算法能够有效地检测复制-粘贴篡改,但由于SIFT特征本身不能抵抗翻转,因此,这些方法不能检测出具有翻转操作的复制-粘贴篡改。基于SIFT特征,提出了一种抗翻转的图像复制-粘贴篡改检测算法。通过在检测框架中引入图像预处理操作,不仅能够有效地检测出存在翻转的复制-粘贴篡改块,而且能够抵抗旋转、缩放等图像处理行为。同时,在SIFT关键点匹配环节提出了ng2NN匹配方法,提高了算法的检测效果。实验结果证明了所提出算法在抵抗翻转、缩放、旋转以及检测多重复制-粘贴篡改等方面的有效性。 展开更多

关键词 图像篡改取证 复制-粘贴检测 抗翻转 SIFT算法 关键点匹配

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基于关键点检测的服装廓形识别 被引量：2

10

作者 陶金之 夏明 王伟 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期142-148,共7页

为精准且快速地实现对服装廓形的判断,以秀场连衣裙为研究对象,提出了基于关键点检测的服装廓形分类算法。使用YOLO v8-Pose模型对秀场连衣裙进行关键点检测,提取服装的肩部、胸部、腰部、臀部和底摆两侧共10个关键点,并生成服装廓形图... 为精准且快速地实现对服装廓形的判断,以秀场连衣裙为研究对象,提出了基于关键点检测的服装廓形分类算法。使用YOLO v8-Pose模型对秀场连衣裙进行关键点检测,提取服装的肩部、胸部、腰部、臀部和底摆两侧共10个关键点,并生成服装廓形图。通过加入Sobel边缘提取算法改进的DenseNet网络深度提取服装廓形特征,采用余弦相似度算法将其与标准的廓形库中提取的特征相比较,最终实现服装廓形的判别与分类。结果表明,该方法能够快速且准确地实现服装廓形的分类,廓形分类准确率达到了95.9%。 展开更多

关键词 服装 廓形分类 YOLO v8-Pose 关键点检测 DenseNet网络 相似度算法 连衣裙

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基于关键点密度优化的ORB算法 被引量：2

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作者 景有鲜 朱庆生 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期255-259,共5页

在立体视觉检测系统中,特征匹配技术至关重要,其用于识别和对齐不同图像间的相似特征,实现图像对比、物体识别、三维重建等多项任务。特征匹配的质量直接影响整个立体视觉检测系统的精度,特征点提取是特征匹配的基础,这些点的质量直接... 在立体视觉检测系统中,特征匹配技术至关重要,其用于识别和对齐不同图像间的相似特征,实现图像对比、物体识别、三维重建等多项任务。特征匹配的质量直接影响整个立体视觉检测系统的精度,特征点提取是特征匹配的基础,这些点的质量直接决定了匹配的准确性和算法的鲁棒性。ORB算法因具有高效性,被广泛应用于特征匹配任务,但在处理复杂场景时,特征点在数量和分布均匀性方面存在不足。对此,提出了一种改进的基于关键点密度的自适应抽样方法,通过结合图像的局部对比度和梯度信息,优化ORB算法中关键点的分布,以实现整个图像中关键点的均匀选取,提高特征点提取性能。利用Middlebury立体视觉数据集进行的实验结果表明,改进后的算法相比传统方法,在关键点数量和分布均匀性上有显著提升,同时保持了接近原ORB算法的运行效率。此项研究不仅针对ORB算法在复杂场景处理中的不足提供了有效的解决方案,也为计算机视觉领域特征点提取和匹配的优化开辟了新的途径。 展开更多

关键词 立体视觉 特征提取 ORB算法 关键点密度 自适应抽样

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基于多尺度特征融合的拖牵过程安全预警算法

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作者 金鹏 李旭 +1 位作者 徐伟刚 武锡斌 《传感器与微系统》 CSCD 2020年第11期137-140,共4页

针对轻型救援车拖牵运输过程存在被拖车因路面颠簸程度过大而脱离救援车的安全隐患,研究了一种基于多尺度特征融合的拖牵过程安全预警算法。首先将车牌作为大尺度特征,进行车牌定位;其次将车牌特征点作为小尺度特征,基于改进二进制鲁棒... 针对轻型救援车拖牵运输过程存在被拖车因路面颠簸程度过大而脱离救援车的安全隐患,研究了一种基于多尺度特征融合的拖牵过程安全预警算法。首先将车牌作为大尺度特征,进行车牌定位;其次将车牌特征点作为小尺度特征,基于改进二进制鲁棒不变尺度特征(BRISK)算法,提取车牌特征点;然后基于K最近邻(KNN)搜索算法,将当前帧与首帧车牌特征点进行匹配;最后对多尺度特征的位置信息进行融合,得到被拖车纵向晃动幅度,从而进行安全预警。此外,针对传统BRISK算法匹配正确率低、图像配准精度低等问题进行改进,在保证实时性的同时,提高了图像配准精度。实验表明:所提的安全预警算法具有较高准确度和良好实时性。 展开更多

关键词 轻型救援车 车牌定位 二进制鲁棒不变尺度特征(BRISK)算法 K最近邻算法

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