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基于尺度不变特征变换的快速景象匹配方法

牛燕雄 陈梦琪 张贺

牛燕雄, 陈梦琪, 张贺. 基于尺度不变特征变换的快速景象匹配方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(3): 626-631. doi: 10.11999/JEIT180440
引用本文: 牛燕雄, 陈梦琪, 张贺. 基于尺度不变特征变换的快速景象匹配方法[J]. 电子与信息学报, 2019, 41(3): 626-631. doi: 10.11999/JEIT180440
Yanxiong NIU, Mengqi CHEN, He ZHANG. Fast Scene Matching Method Based on Scale Invariant Feature Transform[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 626-631. doi: 10.11999/JEIT180440
Citation: Yanxiong NIU, Mengqi CHEN, He ZHANG. Fast Scene Matching Method Based on Scale Invariant Feature Transform[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2019, 41(3): 626-631. doi: 10.11999/JEIT180440

基于尺度不变特征变换的快速景象匹配方法

doi: 10.11999/JEIT180440
详细信息
    作者简介:

    牛燕雄:男,1967年生,教授,博士生导师,研究方向为光电对抗、图像处理

    陈梦琪:女,1993年生,硕士生,研究方向为景象匹配、目标识别

    张贺:男,1993年生,硕士生,研究方向为目标检测、目标识别

    通讯作者:

    陈梦琪 chenmengqi6@buaa.edu.cn

  • 中图分类号: TP391.4

Fast Scene Matching Method Based on Scale Invariant Feature Transform

  • 摘要:

    传统基于特征的景象匹配方法存在冗余点多、匹配精度低等问题,难以同时满足实时性及鲁棒性要求,对此,论文提出一种基于尺度不变特征变换(SIFT)的快速景象匹配方法。在特征提取阶段,采用高速分段特征检测器(FAST)在多尺度检测角点作为初始特征,经过高斯差分(DOG)算子在尺度空间中进行特征的2次筛选,简化原有遍历式的特征搜索过程;在特征匹配阶段,采用仿射模型模拟变换关系建立几何约束条件,克服SIFT算法由于忽略几何信息而产生的误匹配。实验表明:该方法在匹配精度和实时性方面均优于SIFT算法,且对光照、模糊、尺度等变换具有良好的鲁棒性,能够更好地实现景象匹配。

  • 图  1  几何约束剔除误匹配原理示意图

    图  2  搜索窗口大小与特征重复率关系曲线

    图  3  正确匹配率对比实验结果

    图  4  本文算法实现景象匹配示意图

    表  1  相关性实验数据

    图像DOG特征点数FAST特征点数DOG∩FAST重复率(%)
    Img12261353162727.7
    Img21840227641822.7
    Img33195216871132.8
    Img42020152347323.4
    Img581438615301337.0
    Img677889176306039.3
    Img72812149157338.4
    Img83214200364532.2
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    表  2  本文算法与SIFT算法消耗时间对比(ms)

    数据集SIFTSURFI-SIFT
    特征检测时间特征匹配时间总时间特征检测时间特征匹配时间总时间特征检测时间特征匹配时间总时间
    graffiti3057440823465677271021874813866298416850
    bikes1665227791943140988844982521610526268
    boat419336093480261501032351824534397792342320
    leuven1450222481675034584873945851813699887
    average2591538012971675731407898015499333218831
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-09
  • 修回日期:  2018-09-26
  • 网络出版日期:  2018-11-02
  • 刊出日期:  2019-03-01

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