不同特征提取算法对相机运动估计的适用性研究

针对不同特征提取算法对不同传感器平台获取的影像空间相对关系估计的适用性问题,该文以不同来源的影像数据为研究对象进行实验分析。采用基于特征的影像匹配算法SIFT,SURF,ORB对影像进行特征提取和匹配,利用RANSAC算法进行粗差剔除,随后使用归一化的八点法估计基础矩阵,最后采用辛普森距离统计像素均方根误差。结果表明,在不考虑速度的情况下,SIFT算法对于各类影像的相对位置关系估计有较好的精度;ORB算法在速度上有较大优势,检测和匹配的特征点数目最多;SURF算法的速度和精度介于两者之间。     

一种用于图像特征提取的改进ORB-SLAM算法

针对复杂室内环境下视觉SLAM定位存在实时性差、轨迹漂移等问题,本文提出了一种基于图像特征提取方法的ORBSLAM算法。该算法在前端中提高图像特征检测与匹配的效率和精度,引入闭环检测策略优化相机位姿轨迹,提高定位精度。以不同来源图像对比分析不同特征提取算法SIFT、SURF、ORB的有效性,运用该算法估计机器人运动轨迹,与真实轨迹相对位姿误差为0.144 8 m,试验表明所提出的方法切实可行,具有较高的稳健性。     

基于局部不变性特征的无人机影像特征点提取

针对不同尺度影像特征点提取的问题,提出了基于局部不变性特征的算法。以经典的SIFT特征点检测算法为参照,详细分析了SURF特征点检测算法,并通过实验从特征点提取速度和适应性2个方面对Moravec、Harris、SUSAN、SIFT、SURF等算法进行了比较。结果表明,SURF算法提取影像特征点的速度较快、适应性较强。     

多种角度比较SIFT、SURF、BRISK、ORB、FREAK算法

SIFT、SURF、BRISK、ORB、FREAK等图像特征匹配算法具有不同的鲁棒性,本文利用Mikolajczyk和Schmid所提供的数据集,对这几种算法从匹配速度,应对图像旋转变换、模糊变换、光照变换、尺度变换、视角变换时表现出的鲁棒性等角度进行比较。本文采用的评价指标是两幅图像中成功匹配的特征点对数。经比较分析后发现,SURF和FREAK算法表现出的鲁棒性较为全面。     

基于改进ORB算法的遥感图像自动配准方法

针对遥感图像自动配准的问题,提出了一种基于改进定向二进制简单描述符(oriented brief,ORB)算法的遥感图像自动配准方法.该方法主要由3个步骤组成:首先是特征匹配,利用改进的ORB算法提取特征点,并建立描述符进行匹配,获取初始控制点;然后采用随机采样一致性方法,结合变换参数估计,剔除可能的错误匹配;最后利用最小二乘法估计的变换参数,对图像进行几何纠正.分别利用2组卫星光学遥感图像和1组SAR图像进行基于改进ORB算法的自动配准方法试验,并与基于尺度不变特征变换(scale-invariant feature tramsform,SIFT)算法和加速鲁棒性特征(speeded up robust features,SURF)算法的自动配准方法进行了比较.试验结果表明,该方法能获得与SIFT算法和SURF算法相当或者更高的配准精度,并在配准效率上有较大提高.     

改进AKAZE算法的泥石流区无人机影像特征匹配

针对在泥石流区灾害应急中使用无人机高分辨率影像特征匹配时时效性较低的问题,本文提出了一种改进AKAZE无人机影像特征匹配的算法。该算法首先使用AKAZE特征点检测算法提取局部稳定不变特征,用二进制描述符BEBLID描述检测到的特征点,采用最近邻次近邻距离比(NNDR)完成初步匹配;然后采用核线几何约束计算变换矩阵,达到内点提纯、提高匹配质量的目的;最后选取5组同一无人机序列影像进行特征匹配试验,分别与经典SIFT算法、AKAZE算法、ORB算法进行比较。试验结果表明,该方法的匹配准确率与SIFT算法接近,略高于AKAZE算法,明显优于ORB算法,计算速度明显优于SIFT算法和AKAZE算法,基本达到ORB算法的计算效率。本文方法能较好地应用于对匹配精度和匹配时效均要求较高的泥石流场景无人机影像数据处理中。     

一种采用改进K-d树的无人机影像特征匹配搜索方法

在高分辨率无人机影像匹配过程中,多采用SIFT或SURF算法进行尺度和旋转不变的特征提取与描述,但经过SIFT或SURF算法提取出的特征都是高维向量,在匹配点数量较大时,匹配搜索速度比较慢。针对这一问题,比较了穷尽搜索与K-d树搜索算法的特点;然后按照"降维"的思路,提出了一种采用改进K-d树的匹配搜索方法。经过理论分析和实验验证,该方法可以有效提高匹配搜索速度,并且匹配数据集规模越大、维度越高,搜索速度提升越明显。     

基于动态自适应调整阈值的SURF改进匹配算法

相比于SIFT算法,在图像匹配速度上SURF算法具有明显优势,但其错误匹配率较高,因而选择合适的距离比阈值可有效提高匹配的准确度。由于影像的纹理结构各不相同,以RANSAC算法优化后的点对结果与SURF直接匹配得到的结果的比值作为动态调整的依据,提出了基于动态自适应调整阈值的SURF改进匹配算法。实验表明,自适应调整的阈值能使匹配正确率提高到95%以上。     

面向航空倾斜影像空三转点的特征提取算子比较

首先对4种常见的尺度和旋转不变特征算子：SIFT,SURF,MSER,ORB进行简单的介绍。为定量比较各种特征算子在航空影像自动转点中的性能,本文提出了3种与倾斜影像相关的指标,并结合常用的4种指标组成本文的7个定量评价指标。在此基础上,采用一组倾斜影像数据进行了试验,结果表明,SURF/SIFT算子在航空倾斜影像空三转点中具有相对较好的性能,MSER次之,而ORB的效果较差。     

基于特征的影像匹配算法性能评估

目前,针对影像特征匹配的算法有很多,但是对于不同地物特征的影像,无法准确地选取可适用的匹配算法。针对此问题,本文选取了四种稳健的算法SIFT、SURF、ORB、AKAZE,在四种不同地物特征的相似影像上进行特征点检测,之后结合不同的描述子进行影像特征匹配,并对所检测的特征点的重复率及其描述子进行适应性实验,以此来判断不同算法对不同地物特征的影像适应范围。实验数据表明:针对特征点适应性实验,AKAZE算法在各类影像上所提取的特征点相对比较稳定;针对特征点匹配实验,在影像不涉及旋转变化时,AKAZE与SIFT描述子结合进行特征点匹配,影像的匹配率显著提高;若要实现影像的旋转不变性,此时可选用SURF-SIFT、AKAZE。