结合NNDR与霍夫变换的匹配方法.docxVIP

结合NNDR与霍夫变换的匹配方法在建立两幅图像之间局部特征的匹配关系时，可以参照Marr等人提出的匹配应该满足唯一性、相似性、连续性三个基本约束条件，即物体表面任意一点到观察点的距离是唯一的，因此其视差是唯一的，给定一幅图像中的一点，其在另一幅图像中对应的匹配点最多只有一个；对应的特征应有相同的属性，在某种度量下，同一物理特征在两幅图像中具有相似的描述符；与观察点的距离相比，物体表面因凹凸不平引起的深度变化是缓慢的，因而视差变化是缓慢的，或者说视差具有连续性。1基于NNDR的匹配策略目前常用的目标匹配策略有两种：一种是距离阈值法（Threshold-based Matching），即待匹配目标与模型之间的距离小于某个阈值，则认为匹配上了，该方法非常简单，但是阈值的确定非常困难，而且目标很容易匹配上多个模型，从而产生大量的误匹配；另一种是最小距离法(Minimum Distance)，即目标只匹配与其距离最近的模型，实际应用中一般还需要满足距离小于某个阈值的条件，该方法只有一个最佳的匹配结果，相对于距离阈值法来说，正确率要高。由于图像的内容千差万别，加上场景中的运动物体、不重叠内容以及图像质量等因素的存在，一幅图像中的局部特征并不一定能够在另一幅图像中找到相似的特征，这就需要采取措施剔除那些产生干扰的噪声点，通常把这样的点称为“外点”。许多图像的背景比较相似并不具有区分性，如天空、旷野之类，它们的局部特征之间的距离要小于有用的特征之间的距离，但是它们并不能描述图像的主要内容，所以设置一个全局性的距离阈值来决定局部特征匹配与否显然是不合适的。对SIFT特征的研究表明，可以通过比较最近邻（First Nearest Neighbor）特征和次近邻（Second Nearest Neighbor）特征的距离可以有效地甄别局部特征是否正确匹配。这就是最邻近距离比值法（Nearest Neighbor Distance Ratio, NNDR），其表述如下，如果待匹配特征为，其最邻近特征为，次邻近特征为，那么判断该特征匹配的条件为：（5-1）该方法理论来源是，如果一个特征在一幅图像中与两个特征的距离都很相近，那么该特征的区分度较低，也违背了Marr提出的“匹配应该满足唯一性”的原则，会对图像相似度的判断产生干扰。如图5.1所示，进行SIFT特征匹配的实验结果也证实了这一点，当剔除与最近邻点和次近邻点距离比值大于0.8的特征对时，排除了90%的干扰而仅仅误删了5%的正确特征对。图5.1特征点匹配的概率分布该实验从图像数据库中选取的待匹配图像，共提取了40000个SIFT特征，对这些待匹配的图像进行了随机数值的尺度变化和平面旋转，并进行了深度小于的视角变化处理，同时也加入2%的高斯噪声。2 邻近特征点的有哪些信誉好的足球投注网站算法用穷举法搜寻最邻近点以及次邻近点，可以得到最精确的结果。但是由于本书所用的特征空间一般都高达128维以上，加之复杂图像的局部特征数量比较多，有哪些信誉好的足球投注网站算法的效率显然成为了整个系统的一个瓶颈。1. K-D树有哪些信誉好的足球投注网站策略标准K-D树是Friedman等人提出的一种高维二叉树，K表示空间的维数，在其上可实现对给定特征点的快速最近邻查找。若某K-D树的结点数目为N，则在它上面的最邻近节点的平均计算复杂度为。其后又相继提出了K-D树的近似最近邻有哪些信誉好的足球投注网站算法(ANNS)，其主要思想是在有哪些信誉好的足球投注网站时只查询那些与给定特征点的距离小于当前最近距离倍的点，此时有哪些信誉好的足球投注网站完成时返回的点未必是真实的最近邻点（除非），但是即使当取的较大（如时），所返回的点仍然有50%的机会是真实的最近邻点，而且在平均意义上它们到目标点的距离只是真实最近邻点到目标点的距离的11.5倍，取得的加速比却可以达到50倍以上。在数据维数较低的时候，K-D树有哪些信誉好的足球投注网站方法比较有效。在更高维的数据空间中将会有更多的分类结果接近目标真实数据，此时使用K-D树进行有哪些信誉好的足球投注网站的话，效率将会急剧下降。本书所用的特征空间一般都高达128维以上，为此本书使用了Beis和Lowe提出的Best-Bin-First（BBF）算法提对常规的K-D树有哪些信誉好的足球投注网站方法进行改进，从而实现较快的匹配点有哪些信誉好的足球投注网站。2. 基于BBF算法的有哪些信誉好的足球投注网站策略在高维数据有哪些信誉好的足球投注网站空间中，K-D树有哪些信誉好的足球投注网站的结果仅仅只有很少的一部分满足邻近原则，为了加快有哪些信誉好的足球投注网站速度，可以通过减少有哪些信誉好的足球投注网站节点来缩小有哪些信誉好的足球投注网站范围。这需要使用一个基于堆的优先级队列，将有哪些信誉好的足球投注网站空间的节点按照与待查询节点的距离来进行排序。当有哪些信誉好的足球投注网站到的节点符合设定的约束条件，则记录到优先级队列中去，从而获取下一个候选节点的信息（包括该节点在当前树的位置和到待查询节点的距离）。当一个最邻近点被有哪些信誉好的足球投注网站到后，则从队列的队首删除一项，然后继续有哪些信誉好的足球投注网站包含最近邻节点的其他分支。如图5.2所示，对于特征点数量达到10000、维度为5到25的数据检索中，按照BBF算法改进的有哪些信誉好的足球投注网站策