一种鲁棒的二进制图像特征点描述子-东南大学学报.PDF

第４２卷第２期 东南大学学报（自然科 学版 ） Ｖｏｌ．４２ Ｎｏ．２ 　 ２０１２年３月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＯＵＴＨＥＡＳＴＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ） 　 Ｍａｒ．２０１２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１－０５０５．２０１２．０２．０１４ 一种鲁棒的二进制图像特征点描述子 王　颖　　王爱民 （东南大学仪器科学与工程学院，南京２１００９６） 摘要：为了提高特征点匹配的速度，采用二进制方法生成特征点描述，并对描述子进行了尺度和 旋转适应性改进．使用特征点邻域小块中随机点的强度对比生成描述，描述子的相似度以Ｈａｍ ｍｉｎｇ距离度量，以二进制运算提高算法的时间性能．为了检验算法在视角、旋转及尺度变化时的 性能，采用Ｗａｌｌ和Ｇｒａｆｆｉｔｉ图像集及相应的旋转和尺度变换图像集对算法进行测试，得到该算法 在各图像集上的匹配准确率，并与ＳＵＲＦ算法得到的结果进行比较．结果表明，在２幅图像间进 行特征点匹配时，该算法的特征点描述生成时间和匹配时间分别为１０４３．６７和４３１３．３６ｍｓ，而 使用ＳＵＲＦ算法时的相应时间分别为３９５０．３４和９９５１．０３ｍｓ，说明该算法的时间特性明显优于 ＳＵＲＦ算法．此外，在绝大多数测试集上，该算法的匹配准确率明显高于ＳＵＲＦ算法． 关键词：特征点；特征匹配；ＳＵＲＦ算法 中图分类号：ＴＰ３９１．４　　文献标志码：Ａ　　文章编号：１００１－０５０５（２０１２）０２０２６５０５ Ｒｏｂｕｓｔｂｉｎａｒｙｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ ＷａｎｇＹｉｎｇ　　ＷａｎｇＡｉｍｉｎ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｅａｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００９６，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｐｅｅｄｏｆｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｍａｔｃｈｉｎｇ，ａｂｉｎａｒｙｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｇｅｎｅｒ ａｔｅｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｄｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒ’ｓａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｔｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｃａｌｅｓａｎｄｒｏｔａｔｉｏｎｓｉｓｉｍ ｐｒｏｖｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｉｓｃｏｍｐｕｔｅｄｕｓｉｎｇｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｔｅｓｔｓ．Ｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｉｓｅｖａｌ ｕａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇＨａｍｍｉｎｇｄｉｓｔａｎｃｅ，ａｎｄｔｈｅｔｉｍｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｂｙｂｉｎａｒｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＴｈｅＷａｌｌａｎｄＧｒａｆｆｉｔｉｉｍａｇｅｓｅｔｓａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｉｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄｉｍａｇｅｓｅｔｓａｒｅｕｓｅｄｔｏｔｅｓｔ ｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｅｒｓｐｅｃｔｉｖｅｓ，ｒｏｔａｔｉｏｎｓａｎｄｓｃａｌｅｓ．Ｔｈｅ ｍａｔｃｈｉｎｇａｃｃｕｒａｃｉｅｓｏｎｅａｃｈｉｍａｇｅｓｅｔａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏ ｒｉｔｈｍａｎｄｔｈｅｓｐｅｅｄｅｄｕｐｒｏｂｕｓｔｆｅａｔｕｒｅ（ＳＵＲＦ）ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｈｏｗｔｈａｔｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆｅａｔｕｒｅｐｏｉｎｔｍａｔｃ ｈｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｗｏｉｍａｇｅｓ，ｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｍａｔｃｈｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｓｏｆｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅ１０４３．６７ａｎｄ４３１３．３６ｍｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｄａｔａｏｆｔｈｅ ＳＵＲＦａｌｇｏｒｉｔｈｍａｒｅ３９５０．３４ａｎｄ９９５１．０３ｍｓ，ｉｎｄｉｃａ