基于面匹配的模型相似性度量方法
达芬奇镜头匹配方法-概述说明以及解释
达芬奇镜头匹配方法-概述说明以及解释1.引言1.1 概述达芬奇镜头匹配方法是一种用于匹配不同摄影镜头之间的参数和特性的技术。
通过对镜头的不同参数进行匹配和校准，可以确保在多镜头系统中获得统一的色彩和曝光效果，提高拍摄质量和后期处理效率。
本文将从不同的角度探讨达芬奇镜头匹配方法的原理、关键要点以及应用领域，帮助读者更好地理解和应用这一技术。
通过对镜头匹配方法的深入探讨，我们可以更好地理解如何利用镜头匹配技术来提高影像质量和实现更加精准的后期处理。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将首先概述达芬奇镜头匹配方法的重要性，介绍本文的文章结构和目的。
在正文部分，我们将详细介绍达芬奇镜头匹配方法的概述，包括其基本原理、实施步骤和相关技术要点。
我们还会探讨镜头匹配的关键要点，包括数据处理、模型选择和算法优化等方面。
最后，我们将讨论镜头匹配方法在各个应用领域中的具体应用情况。
在结论部分，我们将对本文内容进行总结，展望未来达芬奇镜头匹配方法的发展方向，以及得出结论和建议。
1.3 目的：本文的目的是介绍达芬奇镜头匹配方法的基本概念和原理，探讨镜头匹配在视频制作和后期编辑中的重要性和应用价值。
通过对达芬奇镜头匹配方法的深入了解，读者可以更好地掌握如何利用这一技术来提升视频制作的质量和效率。
同时，本文还将分析镜头匹配方法在不同应用领域中的具体应用案例，帮助读者更好地理解镜头匹配技术的实际应用场景。
通过本文的阅读，读者可以对达芬奇镜头匹配方法有一个全面的认识，为其在实际工作中的应用提供参考和指导。
2.正文2.1 达芬奇镜头匹配方法概述达芬奇镜头匹配是一种用于匹配视频镜头的技术，旨在识别并匹配不同镜头之间的相似性和差异性。
在视频编辑和电影制作领域，镜头匹配技术可以帮助编辑人员快速准确地找到相应场景，提高工作效率和编辑质量。
达芬奇镜头匹配方法主要包括以下几个步骤：首先，对视频素材进行预处理，包括视频帧提取、特征提取和描述符生成；然后，利用匹配算法对提取的特征进行匹配，找到相似的镜头；最后，对匹配结果进行评估和整合，输出最终的匹配结果。
模板匹配算法在图像识别中的应用
模板匹配算法在图像识别中的应用在计算机视觉领域中，图像识别一直是研究的重点之一。
众所周知，图像识别的核心问题是如何实现图像特征的提取和匹配。
其中，模板匹配算法被广泛应用于图像识别领域，成为了一种非常有效的形式识别方法。
本文将从模板匹配算法的基本原理、流程和实际应用三个方面对其在图像识别中的应用进行分析。
一、模板匹配算法的基本原理模板匹配算法是一种基于相似度度量的匹配方法，它是通过比较匹配对象与预定义模板之间的相似性来实现目标识别的。
具体来说，模板匹配算法把待识别的图像与已知的目标模板进行比较，找到最匹配模板的位置并进行标注，从而完成目标物体的定位。
通常来说，模板匹配算法可以分为两个步骤：特征提取和特征匹配。
在提取特征阶段，模板匹配算法会根据事先定义的特征模板，将原始图像进行特征提取，并得到一系列特征点。
在特征匹配阶段，算法将通过捕捉原始图像与特征模板之间的相似性，计算出它们之间的匹配度，并标识出与特征模板最匹配的区域。
二、模板匹配算法的流程模板匹配算法的整个流程可以简单描述为以下三个步骤：1. 特征提取：针对目标识别问题，根据实际情况选择合适的特征提取方式并得到一系列特征点。
2. 特征匹配：计算被匹配图像和模板图像之间的相似度，并标识出最匹配的区域。
3. 特征检测：将特征匹配的结果进行检测，确定是否匹配成功。
在具体实现中，模板匹配算法还需进行一些优化及改进。
比如，通过对图像进行预处理，可以灵活控制算法的误差和效率；通过加入神经网络或深度学习模型，可以进一步提高算法的准确率和精度。
三、模板匹配算法在图像识别中的应用在实际应用中，模板匹配算法已经得到广泛应用，如面部识别、指纹识别、人体姿态识别、车牌识别、医学影像识别等领域。
下面，我们以人脸识别为例，简单介绍模板匹配算法的应用。
在人脸识别中，可选取样本图片中的人脸作为匹配模板，并在另一张图片中对人脸进行识别匹配。
通常采用的匹配方式有两种：一种是欧氏距离匹配；另一种是相关系数匹配。
《2024年聚类分析中的相似性度量及其应用研究》范文
《聚类分析中的相似性度量及其应用研究》篇一一、引言聚类分析是一种无监督学习方法，旨在将数据集划分为几个不同的组或“簇”，使得同一簇内的数据对象尽可能相似，而不同簇间的数据对象尽可能不相似。
相似性度量是聚类分析中的关键环节，它决定了数据点如何进行比较和分组。
本文将详细探讨聚类分析中的相似性度量方法及其应用研究。
二、聚类分析中的相似性度量相似性度量是聚类分析的基础，常用的相似性度量方法包括欧氏距离、曼哈顿距离、余弦相似度、皮尔逊相关系数等。
这些方法在不同的数据类型和聚类场景中有着不同的适用性。
1. 欧氏距离欧氏距离是最常用的相似性度量方法之一，它计算数据点在空间中的直线距离。
在聚类分析中，欧氏距离常用于数值型数据的相似性度量。
2. 曼哈顿距离曼哈顿距离又称街区距离，它计算数据点在空间中沿坐标轴移动的距离。
与欧氏距离相比，曼哈顿距离对数据的排列顺序更为敏感。
3. 余弦相似度余弦相似度是一种基于向量空间模型的相似性度量方法，它计算两个向量之间的夹角余弦值。
余弦相似度常用于文本数据或向量型数据的聚类分析。
4. 皮尔逊相关系数皮尔逊相关系数是一种衡量两个变量之间相关程度的统计量，其值介于-1和1之间。
在聚类分析中，皮尔逊相关系数可用于衡量数据点之间的线性关系强度。
三、相似性度量的应用研究相似性度量在聚类分析中具有广泛的应用，包括数据预处理、特征选择、异常检测等方面。
1. 数据预处理在聚类分析前，通常需要对数据进行预处理，包括数据清洗、标准化、归一化等操作。
相似性度量可以帮助我们确定合适的预处理方法，以及评估预处理效果。
例如，对于数值型数据，我们可以使用欧氏距离或曼哈顿距离来衡量数据点之间的差异，从而确定是否需要进行标准化或归一化处理。
2. 特征选择特征选择是聚类分析中的重要环节，旨在从原始特征中选择出对聚类任务有用的特征。
相似性度量可以用于评估特征与聚类结果的相关性，从而帮助我们选择出重要的特征。
例如，我们可以计算每个特征与聚类结果之间的皮尔逊相关系数，以确定哪些特征对聚类任务具有较大的影响。
基于深度学习的模板匹配算法研究
基于深度学习的模板匹配算法研究深度学习技术近年来在计算机视觉领域取得了巨大的进展，而模板匹配算法作为一种常见的图像识别和目标检测方法，在这一进展中也得到了广泛的应用和研究。
本文将主要介绍基于深度学习的模板匹配算法的研究进展和应用。
一、引言随着计算机性能和存储能力的不断提升，以及大规模数据集的建立，深度学习技术为模板匹配算法的发展提供了有力的支持。
模板匹配算法作为一种基于模板和待匹配图像之间相似性度量的方法，在目标检测、目标追踪等领域有着广泛的应用。
二、传统模板匹配算法的局限性传统的模板匹配算法通常基于特征提取和相似性度量来实现，然而在面对复杂的场景、光照变化和视角变化等问题时，传统算法的性能会受到限制。
而深度学习技术的出现为解决这些问题提供了可能。
三、基于深度学习的模板匹配算法方法1. 卷积神经网络（CNN）卷积神经网络是深度学习中最常用的一种模型，其通过多层卷积和池化操作实现了对图像特征的提取。
在模板匹配算法中，可以将输入图像与预训练好的CNN模型进行特征提取，然后使用相似性度量方法进行匹配。
2. 循环神经网络（RNN）循环神经网络通过网络中的循环连接来实现对序列数据的建模，因此在处理时域信息较重要的任务中具有优势。
在模板匹配算法中，可以使用循环神经网络来对图像序列或视频序列进行特征提取，然后进行匹配。
3. 生成对抗网络（GAN）生成对抗网络是深度学习中的一种模型，其通过生成器和判别器的对抗训练来生成具有逼真度的样本。
在模板匹配算法中，可以使用生成对抗网络生成与待匹配图像相似度高的样本，然后通过相似性度量进行匹配。
四、基于深度学习的模板匹配算法应用1. 目标检测基于深度学习的模板匹配算法在目标检测任务中具有较高的准确度和鲁棒性。
通过使用卷积神经网络提取图像特征，并使用分类器对特征进行判别，可以实现对目标的准确检测。
2. 目标追踪基于深度学习的模板匹配算法在目标追踪任务中能够有效地处理目标的形变、光照变化等问题。
高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法
高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法一、本文概述随着空间技术和遥感科学的迅猛发展，高分辨率卫星遥感已成为地球观测与资源管理的重要手段。
高分辨率卫星遥感立体影像，以其高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率的优势，为地表特征提取、环境监测、城市规划等领域提供了丰富而准确的信息源。
如何高效、精确地处理这些立体影像，以充分发挥其应用潜力，是当前遥感领域面临的重要挑战。
本文旨在探讨高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法。
本文将回顾高分辨率卫星遥感立体影像处理技术的发展历程，分析现有技术的优缺点。
接着，本文将重点介绍几种先进的处理模型与算法，包括基于深度学习的立体匹配算法、多源数据融合算法以及变化检测算法等。
这些算法不仅提高了影像处理的精度和效率，还拓宽了高分辨率卫星遥感的应用范围。
本文还将探讨高分辨率卫星遥感立体影像处理技术在实践中的应用案例，如城市规划、灾害监测、环境评估等，以展示这些技术的实际应用价值和潜力。
本文将对未来高分辨率卫星遥感立体影像处理技术的发展趋势进行展望，指出可能的研究方向和挑战，以期为相关领域的研究和实践提供参考。
本文将对高分辨率卫星遥感立体影像处理模型与算法进行全面而深入的探讨，旨在推动遥感科学技术的发展，为地球观测与资源管理提供更有效的技术支持。
二、高分辨率卫星遥感技术概述高分辨率卫星遥感技术是指利用卫星搭载的遥感设备获取地球表面的高清晰度图像和数据的技术。
这种技术在地理信息系统、城市规划、农业监测、环境保护、灾害评估和军事侦察等领域具有广泛的应用。
高分辨率卫星遥感技术的关键在于其搭载的传感器和数据处理算法。
传感器必须具备高空间分辨率、高光谱分辨率和高时间分辨率，以确保获取到的图像清晰、详细。
同时，数据处理算法需要能够从这些高分辨率图像中提取有用的信息，进行分类、识别和分析。
立体影像处理是高分辨率卫星遥感技术中的一个重要方面，它涉及到从不同角度获取的两幅或多幅图像中重建地面的三维模型。
Inf-ProA信息活动过程模型相似性度量方法
Inf-ProA信息活动过程模型相似性度量方法邹梦苑;樊志强;徐珞;刘洁;梁万路【期刊名称】《计算机与现代化》【年(卷),期】2022()2【摘要】随着全军顶层设计工作的开展和推进,在使用Inf-ProA框架及其配套的工具开展军事领域的架构设计工作中逐步积累并形成了一定数量的架构设计模型资产。
在架构师进行模型设计时,存在着广泛地参考已有相似模型的需求。
然而,现有的架构方法和工具还无法对有参考价值的相似模型进行度量和推荐。
本文基于信息活动模型(IAV-1a)的基本架构设计要素,通过对可扩展语言文档以及统一建模语言模型相似性度量的研究,提出一种可用于衡量Inf-ProA信息活动过程模型相似度的方法。
对信息活动过程模型的内容和结构方面进行相似性的衡量,并考虑接近模型最终设计结果上的设计相似性,利用架构设计实践经验,使得到的相似性度量结果更具有合理性。
该相似性度量的结果可以用于对正在设计的模型提供一个最大化的相似匹配,对推荐给架构师来完成辅助设计具有重要意义。
实验结果表明,本文提出的方法可以有效地对信息活动过程模型的相似性进行度量。
【总页数】7页(P26-32)【作者】邹梦苑;樊志强;徐珞;刘洁;梁万路【作者单位】华北计算技术研究所创新中心;军事科学院;中国电科智能科技研究院;北京市信息技术研究所【正文语种】中文【中图分类】TP399【相关文献】1.基于信息论方法的分类数据相似性度量2.异构信息网络的相似性度量方法3.信息技术教师实践共同体活动过程模型初探4.基于活动发生关系的流程相似性度量方法5.地理信息检索中空间相似性度量的一种模糊方法因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
模型匹配算法
模型匹配算法模型匹配算法是一种用于比较和匹配不同模型之间相似性的算法。
它在机器学习、自然语言处理和信息检索等领域中广泛应用，并且在实际应用中具有重要意义。
本文将从算法的基本原理、应用案例和未来发展等方面介绍模型匹配算法的相关内容。
一、基本原理模型匹配算法的基本原理是通过比较两个模型之间的特征向量或特征矩阵，来确定它们的相似性。
常用的模型匹配算法包括余弦相似度、欧氏距离、曼哈顿距离等。
其中，余弦相似度是一种常用的度量两个向量之间相似度的方法，它通过计算两个向量的夹角余弦值来表示它们的相似程度。
而欧氏距离和曼哈顿距离则是用来度量两个向量之间的距离，距离越小表示相似度越高。
二、应用案例模型匹配算法在实际应用中具有广泛的应用场景。
以下是几个常见的应用案例。
1. 文本相似度计算：在自然语言处理领域，模型匹配算法可以用于计算两段文本之间的相似度。
例如，在搜索引擎中，可以使用模型匹配算法来匹配用户查询与文档库中的文本，从而找到最相关的搜索结果。
2. 图像匹配：在计算机视觉领域，模型匹配算法可以用于图像识别和图像检索。
例如，可以使用模型匹配算法来比较两幅图像之间的特征向量，从而找到相似的图像。
3. 推荐系统：在电子商务和社交媒体等领域，模型匹配算法可以用于个性化推荐。
例如，可以使用模型匹配算法来比较用户的历史行为和其他用户的行为模式，从而为用户推荐相关的商品或内容。
三、未来发展随着人工智能和大数据技术的发展，模型匹配算法在未来将会得到进一步的发展和应用。
以下是几个可能的发展方向。
1. 深度学习模型匹配：随着深度学习技术的不断发展，将深度学习模型应用于模型匹配算法中，可以提高匹配的准确性和效率。
2. 多模态匹配：在多媒体数据处理中，将图像、文本、音频等多种模态的数据进行匹配，可以提供更丰富和准确的匹配结果。
3. 增量匹配：在大数据场景下，实时更新和匹配模型是一个挑战。
研究如何实现高效的增量匹配算法，可以提高匹配的速度和效率。
《图形图像处理》期末复习试题答案
《图形图像处理》期末复习试题答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 以下哪种颜色模型属于设备无关的颜色模型？A. RGBB. CMYKC. HSVD. Lab答案：D2. 在图像处理中，以下哪种技术不属于图像增强的范畴？A. 直方图均衡化B. 中值滤波C. 图像分割D. 锐化处理答案：C3. 以下哪个算法是用于图像边缘检测的？A. 高斯滤波B. 索贝尔算子C. 均值滤波D. 双边滤波答案：B4. 以下哪个图像格式支持透明通道？A. JPEGB. PNGC. BMPD. GIF答案：B5. 在图像处理中，以下哪种技术不属于图像压缩的范畴？A. JPEGB. Huffman编码C. 水印技术D. 小波变换答案：C6. 以下哪种图像处理方法不属于图像分割的方法？A. 阈值分割B. 区域生长C. 水平集方法D. 图像插值7. 在图像配准过程中，以下哪个参数描述了图像之间的位置关系？A. 旋转角度B. 尺度因子C. 平移向量D. 所有以上答案：D8. 以下哪种图像处理技术常用于去除图像噪声？A. 高斯滤波B. 中值滤波C. 双边滤波D. 拉普拉斯算子答案：B9. 以下哪个图像处理方法不属于图像配准的方法？A. 基于互信息的配准B. 基于特征点的配准C. 基于模板匹配的配准D. 基于图像插值的配准10. 在图像处理中，以下哪个算法常用于图像分类？A. K-均值聚类B. 主成分分析C. 随机森林D. 所有以上答案：D二、填空题（每题3分，共30分）1. 在图像处理中，图像增强的目的是改善图像的视觉效果，使其更加清晰、易于观察。
图像增强的方法可以分为两大类：线性和__________。
答案：非线性2. 在图像处理中，图像压缩的目的是减小图像数据量，降低存储和传输的成本。
图像压缩方法可以分为__________压缩和__________压缩。
答案：无损、有损3. 在图像处理中，图像分割是将图像划分为若干具有相似特征的区域。
SIFT算法的相似性度量优化
SIFT算法的相似性度量优化林克正;王浩;辛晨【摘要】针对人脸姿势变化对人脸识别的影响,采用具有良好的尺度、旋转、光照等不变特性的SIFT算法.在分析SIFT特征向量生成过程的基础上,提出一种降低SIFT匹配过程中相似性度量计算代价的方法以提高SIFT特征匹配效率.该方法以绝对值距离和棋盘距离的线性组合距离代替欧式距离作为特征描述子之间的相似性度量.实验结果表明:该方法在保持鲁棒性的同时,可以降低时间复杂度,提高图像匹配的效率.%According to the affection of the change of the face position on the face recognition,we adopt the algorithm of Scale Invariant Feature Transformation that has the good invariance of scale,rotation,and illumination.To improve SIFT feature matching algorithm efficiency,a method of reducing similar measure matching cost is presented.The linear combination of cityblock distance and chessboard distance is employed in place of Euclidean distance,and it achieves comparability measurement of feature descriptors.The experimental results show that the algorithm can reduce the rate of time complexity and maintain robust quality at the same time,and the image matching efficiency is improved.【期刊名称】《哈尔滨理工大学学报》【年(卷),期】2012(017)003【总页数】5页(P78-82)【关键词】人脸识别;尺度空间;特征描述子;相似性度量【作者】林克正;王浩;辛晨【作者单位】哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150080;哈尔滨理工大学计算机科学与技术学院,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】TP301.60 引言非理想条件下人脸识别问题的研究，主要针对光照，遮挡和人脸姿势变化进行研究.本文针对人脸姿势变化，提出基于SIFT［1］算法的相似性度量优化.SIFT特征是图像的局部特征，对平移、旋转、尺度缩放、亮度变化、遮挡和噪声等具有良好的不变性，对视觉变化、仿射变换也保持一定程度的稳定性［2］.SIFT算法虽然具有以上的优点，但是其算法复杂、计算时间长，导致图像匹配的速度较慢，很难满足实时性要求.国内外对SIFT特征匹配算法的研究较少，刘立［3］等以基于圆形窗口的12维向量代替128维向量的方法提高实时性，削弱了原算法邻域方向性信息联合的思想.赛森［4］等采用自适应采样窗口步长计算邻域梯度和双向匹配方法改进算法，算法整体平均时间可减少20%左右.文［5］对此算法进行了改进，提出了基于PCA的SIFT描述子算法.但是由于PCA要求样本数据是椭圆分布的，而且建立的是线性模型，对于非线性的高位数据，效果不好，准确性较SIFT差.本文提出以街区距离和棋盘距离的线性组合作为匹配的相似性度量，逐步减少计算过程中所涉及的特征数目，在不影响算法鲁棒性的情况下提高算法的效率，节约了50%的时间.1 SIFT特征点提取SIFT算法主要包括两个部分:特征点提取过程和特征点匹配过程.SIFT算法可以在不同的空间和图像区域中检测到大量的特征点，用于图像的匹配.Lowe曾做过实验，一幅500×500像素的图像中大约检测到了2 000个特征点，当然特征点的数目也受到图像中景物的影响这些特征具有尺度和旋转不变性，而且能够克服光照和视角的变换.以下是获取图像的特征点的主要步骤［6］:1)尺度空间极值点的检测.为了寻找尺度空间的极值点，每一个采样点要和它所有的相邻点比较，看其是否比它的图像域和尺度域的相邻点大或者小.中间的检测点和它同尺度的8个相邻点和上下相邻尺度对应的9×2个点共26个点比较，以确保在尺度空间和二维图像空间都检测到极值点.2)精确定位极值点.首先舍去低对比度特征点，这些点会降低匹配的准确性和抗噪声能力.单消除低对比度还不够，还要去除边缘响应点.用Hessian矩阵技术剔除不稳定的边缘响应点.最终保留下来的点称为特征点，特征点的检测是在尺度空间中进行的，特征点保持为尺度不变量.3)极值点方向比配.利用关键点邻域像素的梯度方向分布特征为每个关键点分配一个统一的基于局部图像属性的方向，关键点描述子转化为由它的方向来描述，为每个关键点指定方向参数，从而实现图像旋转的不变性.特征点具有3个描述信息:位置、尺度、方向.由此可以确定一个包含上述3种描述信息的SIFT特征区域.4)SIFT特征点描述子的生成.在得到邻域内点的主方向后，将关键点描述成特征向量使关键点数值化.在关键点的邻域内，4×4大小为单位为一个种子点，采用直方图统计的方法后种子点将描述为8维的向量，也就是每45°为一个区间.这样在每个关键点的周围有2×2个种子点，每个种子点表示为8维的向量.用这些种子点可以将关键点表示成32维向量.如果要增加关键点的稳定性和准确性，可以将邻域设为16×16大小，这样就有4×4个种子点来表示关键点.关键点描述符向量将会是一个128维的向量.这样的关键点将具有更准确的匹配率.通过以上四步，输入的两幅图像就可以分别获得SIFT特征点，每个特征点都包括唯一确定了的位置、尺度和方向，就可以利用局部特征描述子的这些信息进行特征点的匹配.2 匹配和相似性度量及优化2.1 匹配的基本原理确定了关键点后就要对图像的关键点进行匹配［7］.假设两幅待匹配的图像为P和Q，从P中提取出的SIFT特征点的集合Fp为:Fp={P1，P2，…，Pm}，其中假设图像P的特征点总数为m;从Q中提取出的SIFT特征点的集合Fq为:Fq={q1，q2，…，qn}，其中假设图像Q的特征点总数为n.接下来分别对Fp中的每个特征点Pi(i=1，2，…，m)计算其与Fq中的每个特征点元素qj(j=1，2，…，n)之间的距离，对所有距离元素的大小进行排序，从而得到最小距离dmin和次小距离dx－min，将其按照相似性度量准则进行匹配.设定T是点(x，y)所在的空间尺度的阈值，它将衡量一个点是否是局部极值点，降低此阈值，SIFT匹配点数目减少，但是稳定性增大，升高这个阈值，SIFT匹配点数目增多，但是稳定性便差.见式(1):T的值可以通过实验确定，在Lowe的文章中一般取0.5～0.8较为适宜.为了计算两个特征元素之间的距离，就要引入匹配和相似性度量问题.匹配与相似性度量问题是图像检测与识别研究的重要内容，合适的度量方法能够提高人脸识别的性能，同时降低度量方法的计算复杂度，缩短识别算法所需要的时间.所以应该根据不同情况，使用合适的度量方式以实现高识别性能和低时间消耗.通常采用各种相似距离来度量相似性，假设对于d维空间，常见的距离度量方式有如下几种:1)余弦距离，即2)棋盘距离(chessboard distance，CD)［8］，即3)街区距离(city block distance，CBD)，也叫绝对值距离或Manhattan距离［9］，即表示从x点到y点的每一段最近路径都和对应的坐标轴平行，即为L1范数.4)欧几里得距离(euclidean distance，ED)［10］，即也被称作欧氏距离，即L2范数，欧氏距离是应用最广泛的独立准则.2.2 相似性度量优化基于相似距离的度量方法比较有效，并且计算简单.但应该在具体应用中，根据不同情况，选择合适的相似性度量准则.由于欧氏距离的计算复杂度高于绝对值距离和棋盘距离，可以证明LQ(x，y)≤LO(x，y)≤LJ(x，y).因此在图像匹配过程中可以通过将绝对值距离和棋盘距离线性组合来代替欧氏距离，令:通过前面的内容可知，计算LO需要128次的复杂计算和平方根的求解.但是计算αLJ+βLQ仅需要2次计算.如果假设每一维的空间尺度有M个SIFT特征算子，那么将可以节约(128－2)×M次的计算时间.系数α和β的值是不确定的，只能通过实验来验证效果最好的结果.通过大量实验验证，α的最佳范围在0.002与0.008之间，β的取值为α的10倍到100倍最佳.在128维的特征向量中，每个特征点都包含8个方向的信息，因此可以将128维的特征数据分为8组，每45°角特征向量组成一组.用L1={To，1，T0，2， 0i}表示0°方向向量中所有的特征点;L2=L1∪{T1，1，T1，2，…T1，i}中的{T1，1，T1，2，…T1，i}代表45°方向向量中所有的特征点;L2表示0°和45°方向向量中所有的特征点，以此类推，L8=L7∪{T7，1，T7，2，…T7，i}表示整个特征向量空间，{T7，1，T7，2，…T7，i}表示135°方向向量中所有的特征点.计算两幅图像0°方向的距离，如式(3)所示:其中:xi表示一幅图像中0°方向向量的特征点;yi表示另一幅图像中0°方向向量的特征点;ωj表示权值(1≤j≤8).如果DL1比所给定的阈值大，那么所对应的点将被舍去.从而减少计算的点的个数，节省计算所需时间.DL1通过式(4)获得，有将式(3)代入式(4)，可得下式:3 实验结果与分析本实验在ORL人脸库中进行，此库包含40人400张面部图像，包括姿态、表情和面部饰物的变化，从其中一个子集中选取同一张人脸的5种姿势，作为实验样本.将本文改进后的SIFT匹配算法同采用棋盘距离(chessboard distance，CD)、街区距离(city block distance，CBD)和欧几里德距离(Euclidean distance，ED)三类匹配算法进行人脸识别的结果进行比较.如图1是所选取的5张人脸样本.图1 本章实验所选取的5种不同的人脸姿势图1(a)为人脸的正面姿势作为模板姿势，其他的四种姿势作为测试集.其中图1(b)姿势旋转角度相对较小，而姿势图1(e)和正面模板相比旋转角度比较大.下面分别使用CD、CBD、ED和SIFT改进算法四种匹配方法，对模板姿势同四种姿势进行特征点的匹配.如图2、3、4和5所示，作为模板姿势的图1(a)按照姿势变化由小到大，分别同姿势图1(b)、图1(c)、图1(d)、图1(e)进行特征点匹配.一开始四种方法的匹配成功率还可以，但是随着姿势变换的增大，CD、CBD、ED三种方法的匹配性能开始下降，而改进的SIFT算法的匹配性能不受影响.特征点分布范围由原来的一张脸的两边较平均的分布改变到主要集中在观察者能清楚观察出来的部分.图2 CD四幅匹配图图3 CBD四幅匹配图图4 ED四幅匹配图图5 SIFT改进算法四幅图四种匹配方法比较的特征点数目如表1所示.改进后SIFT算法的特征点比较次数比其他三种方法减少几乎一半，因此运行所消耗的时间是其他算法的50%，降低了算法复杂度，有效提高了算法的效率，如图6所示.由于改进后的SIFT算法减少了两幅图像之间比较的特征点的数量，因此在时间复杂度上较其他算法大大降低，从而更适合大量的数据计算.如表2所示，对于SIFT算法使用不同的距离度量方式，CD，CBD，ED对于模板姿势自身比配的识别率都是百分之百，但是随着姿势变化的增大，遮挡部分越来越多，识别率均有所下降，不能满足现实工作的需求.而改进后的SIFT算法在图像匹配过程中将绝对值距离和棋盘距离的线性组合来代替欧氏距离，从而降低计算复杂度，提高识别率.表1 人脸变换姿势特征点数目统计匹配算法2729239特征点数目(c)26252110特征点数目(d)30242612特征点数目(e)CDCBDEDSIFT特征点数目(b)2428279图6 各种算法处理时间比较表2 不同算法对人脸姿势变化的识别率姿势CD/(%)CBD/(%)ED/(%)SIFT/(%)100100100100(b)88.379.282.798.5(c)82.962. 278.897.1(d)75.553.874.595.6(e)(a)67.444.769.494.84 结语在SIFT算法原理的基础上改进了匹配过程中的相似性度量准则.该准则在图像匹配过程中用绝对值距离和棋盘距离线性组合来代替欧氏距离.从而减少了匹配所需比较的关键点的数量，降低了计算的复杂度，提高了识别的准确性.实验表明，改进后的SIFT算法在人脸图像存在姿势变化的情况下对人脸识别具有有效性.参考文献:【相关文献】［1］ LOWE D Distinctive.Image Features from Scale－invariant Keypoints［J］.International Journal on Computer Vision，2004，60(2):91－110.［2］张春美，龚志辉，孙雷.改进SIFT特征在图像匹配中的应用［J］.计算机工程与应用，2008，44(2):95－97［3］刘立，彭复员，赵坤.采用简化SIFT算法实现快速图像匹配［J］.红外与激光工程，2008，37(1):181－184［4］赛森，朱剑英.基于改进的SIFT特征的图像双向匹配算法［J］.机械科学与技术，2007，26(9):1179－1182.［5］ KE Y.SUKTHANKAR R.PCA－SIFT:A More Distinctive Representation for Localimage Descriptors［C］//Computer Vision and Pattern Recognition，2004.CVPR2004.Proceedings of the 2004 IEEE Computer Society Conference on，2004:506－513. ［6］陈志华，吴彩荣，赵建锋，等.SIFT算法的介绍和应用［C］.南宁:广西计算机学会2008年年会论文集，2008:163－167.［7］王立中，麻硕士，薛河儒，等.一种改进的SIFT特征点匹配算法［J］.内蒙古大学学报:自然科学版，2009，40(5):615－619.［8］王钲旋，李海军，周春光.高维空间中用计算街区和棋盘距离的线性组合代替计算欧式距离［J］.小型微型计算机系统，2004，25(12):2120－2125.［9］李俊华，彭力.一种人脸表情分类的新方法——Manhattan距离［J］.计算机工程与应用，2008，44(2):74－79.［10］王熙照，王亚东，湛燕，等.学习特征权值对K－均值聚类算法的优化［J］.计算机研究与发展，2003，40(6):869－873.。
一种基于面特征的遥感影像与GIS数据配准方法
第10卷 第3期2006年5月遥 感 学 报JOURNAL OF RE MOTE SENSI N GVol .10,No .3M ay,2006收稿日期:2005201220;修订日期:2005205212基金项目:973计划资助项目编号2006CB701300课题编号2006CB701304;山东省基础地理信息与数字化技术重点实验室开放基金资助项目(S D200327);广东省自然科学基金项目(5000645)。
作者简介:张晓东(1974— ),男,博士,毕业于武汉大学摄影测量与遥感专业。
武汉大学副教授。
主要研究方向为图像处理,遥感与GI S 应用,以及相关的软件开发,已发表文章20余篇。
E 2mail:xdzhang@l m ars .whu .edu .cn 。
文章编号:100724619(2006)0320373208一种基于面特征的遥感影像与G I S 数据配准方法张晓东,李德仁,龚健雅,秦前清(武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,湖北武汉 430079)摘 要: 遥感图像与GI S 数据的配准是遥感应用、遥感与GI S 集成的基础和关键。
目前的方式大多是通过人工选取一点数量的控制点,通过几何纠正模型把遥感图像纳入到GI S 坐标系统中,同时改正遥感图像的几何畸变。
随着遥感技术的发展,传统人工作业方法无论是从效率还是从质量上都无法满足日益增长的应用需求,因此需要研究实用化的遥感影像与GI S 数据的自动配准方法。
本文从实用化的角度出发,在分析特征匹配理论的基础上,提出了一种基于面状地物多边形特征的遥感影像与GI S 数据自动配准方法。
该方法不同于一般的特征匹配方法之处在于特征提取与特征匹配同步解求。
本文对新方法的理论进行了详细论述,最后对上海浦东地区的QU I CK B I RD 影像和1∶2000GI S 数据进行了配准实验,对比传统方法计算结果,新方法具有明显优势。
关键词: 遥感图像;GI S;配准;特征匹配;图像纠正中图分类号: P208/TP391 文献标识码: AA M a tch i n g M ethod of Rem ote Sen si n g I mage and G I S Da t a Ba sed on Area Fea tureZHANG Xiao 2dong,L I De 2ren,G ONG Jian 2ya,Q I N Q ian 2qing(S tate Key Laboratory of Infor m ation Engineering in Surveying,M apping and R e m ote Sensing,W uhan U niversity,Hubei W uhan 430079,China )Abstract: Matching remote sensing i magery and GI S data is very i mportant and a key step for app lications ofthe i m agery and integrati on of the i magery and GI S .The general app r oach includes follo wing step s:control points selecti on,computation of rectificati on model parameters of the i m age and rectification of the whole i mage p ixel by p ixel .But the p rocessing is very ti me 2consum ing when perfor med manually .To i mp r ove the p r ocessing efficiency,we p resent a new method based on area features .Our app r oach,guided by GIS kno wledge,iteratively extracts an area feature and matches area features si multaneously .The matching experi ment,which uses a QUB I CK B I RD i mage and 1∶2000GI S data in Pudong,Shanghai is p resented .Comparis on of the results of our app roach and that of the traditional method indicates that the new app r oach can obtain better accuracy with li m ited manual operati ons .Key words: remote sensing i mage;GI S;feature matching;feature extracti on;i mage rectification1 引 言卫星遥感影像几何纠正,从某种意义上来说是与GI S 数据进行配准,它是遥感应用中的一个基础处理步骤,在一些实际应用中也是十分关键的处理,如变化检测、图像融合、GI S 与遥感数据综合分析等[1—3]。
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优先出版 计 算 机 应 用 研 究 第32卷
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基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究资助项目(12541125)
作者简介：高雪瑶(1979-)，女，黑龙江省哈尔滨市人，副教授硕导，博士，主要研究方向为计算机图形学与CAD(gaoxueyao@)；姜宏山(1989-)，男，硕士研究生，主要研究方向为计算机图形学与CAD ；张春祥(1974-)，男，教授硕导，博士，主要研究方向为计算机图形学与自然语言处理；卢志茂(1972-)，男，教授硕导，博士，主要研究方向为自然语言处理．
基于面匹配的模型相似性度量方法 *
高雪瑶1a ，姜宏山1a ，张春祥1b ，卢志茂2
(1．哈尔滨理工大学 a ．计算机科学与技术学院；b ．软件学院，哈尔滨 150080；2．大连理工大学 计算机科学与技术学院，辽宁 大连 116024)
摘 要：模型相似性度量是CAD 模型检索中的一个重要问题。
为了准确地衡量两个模型的相似程度，本文提出了一种基于面匹配的模型相似性计算方法。
使用面邻接图表示模型的拓扑结构，根据面的组成边数来构造两个模型之间的面匹配矩阵，同时，使用贪心算法来计算模型之间的相似性。
在实验中，使用本文所提出的方法来度量目标CAD 模型和源CAD 模型之间的相似程度。
实验结果表明：该方法能够有效地衡量模型之间的差异。
关键词：模型相似性；面邻接图；面匹配矩阵；贪心算法 中图分类号：TP391.7 文献标志码：A
Method of model similarity measurement based on face matching
GAO Xue-yao 1a , JIANG Hong-shan 1a , ZHANG Chun-xiang 1b , LU Zhi-mao 2
(1. a. School of Computer Science & Technology, b. School of Software, Harbin University of Science & Technology, Harbin 150080, China; 2. School of Computer Science & Technology, Dalian University of Technology, Dalian 116024, China) Abstract: Model similarity measurement is an important problem in retrieval of CAD models. In order to measure the similarity degree between two models precisely, this paper proposes a method to compute the similarity of models based on face matching. It uses a face relational graph to express the topological structure in the model and constructs the face matching matrix between two models. At the same time, it applies the greedy algorithm to compute the similarity between these two models. In experiments, it uses the proposed method of this paper to measure the similarity degree between target CAD model and source CAD model. Experimental results show that the method can measure the difference of models efficiently. Key Words: model similarity; face relational graph; face matching matrix; greedy algorithm 0 引言
CAD 模型相似性计算是三维模型检索中的重要组成部分，对检索系统的效率和可靠性都有着很大程度的影响。
针对现有模型检索算法对局部细节特征描述不充分的现状，白晓亮提出了一种基于最大公共子图的三维CAD 模型检索算法。
提取CAD 模型的B-Rep 信息，使用属性邻接图来表示模型。
利用最大公共子图来检测CAD 模型中所包含的相似特征，根据相似特征来实现CAD 模型的相似性评价[1]。
张欣提出了一种利用属性图来比较CAD 模型形状相似性的算法。
根据图的邻接矩阵和顶点属性来构造图顶点序列，通过动态编程求出最大公共子图，得到CAD 模型之间的形状相似度。
根据求出的未知模型与已知模型之间的形状相似度，利用概率方法来实现未知模型的自动语义标注[2]。
王小凤提取三维模型深度图像边界方向的直方图和Zernike 矩特征，利用特征距离来度量两个模型之间的相似性[3]。
王洪申利用模型的B-rep 表示过滤出与欲检索结构组成面相似
的面。
通过删除不相关的面，将可能相似的局部结构从待检索模型中分离出来。
利用二分图最优匹配算法计算分离出来的结构和欲检索结构之间的相似系数，以度量模型之间的相似程度
[4]。
Tao
使用面属性关系图来表示CAD 模型，将实体模型的表
面边界分解为局部凸面、凹面和平面。
在分解过程中，保持其突出几何特征数量的最小化。
利用区域代码来描述表面区域以及它们在CAD 模型中的连接关系。
通过比较区域属性代码来评估两个模型之间的相似性[5]。
Wang 在三维模型表面任取若干个点，记录每个点的法向量，连接任意两点形成线段。
计算线段的欧几里得距离，求出两端点的法向量与该线段的夹角。
根据两个夹角将所得线段分为三个集合。
针对每个集合，使用欧几里得距离来构造形状分布曲线。
通过比较模型的三条形状分布曲线来求出两个模型的相似度[6]。
Supasasi 使用Reeb 图来表示三维模型的结构属性，将其分解为若干个子部件。
利用姿态无关的形状符号来描述每一个子部件的表面。
使用最大公共子图来表示其拓扑结构，以度量三维模型之间的相似程度[7]。
Wei
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