形状、颜色、纹理融合回归模型-Discriminative Feature Fusion for Image Classification
三维重建方法综述
三维重建方法综述三维重建方法大致分为两个部分1、基于结构光的2、基于图片的。
这里主要对基于图片的三维重建的发展做一下总结。
基于图片的三维重建方法:基于图片的三维重建方法又分为双目立体视觉;单目立体视觉。
A双目立体视觉:这种方法使用两台摄像机从两个(通常是左右平行对齐的,也可以是上下竖直对齐的)视点观测同一物体,获取在物体不同视角下的感知图像,通过三角测量的方法将匹配点的视差信息转换为深度,一般的双目视觉方法都是利用对极几何将问题变换到欧式几何条件下,然后再使用三角测量的方法估计深度信息这种方法可以大致分为图像获取、摄像机标定、特征提取与匹配、摄像机校正、立体匹配和三维建模六个步骤。
王涛的毕业论文就是做的这方面的工作。
双目立体视觉法的优点是方法成熟,能够稳定地获得较好的重建效果,实际应用情况优于其他基于视觉的三维重建方法,也逐渐出现在一部分商业化产品上;不足的是运算量仍然偏大,而且在基线距离较大的情况下重建效果明显降低。
代表文章:AKIMOIOT Automatic creation of 3D facial models 1993CHENCL Visual binocular vison systems to solid model reconstruction 2007B基于单目视觉的三维重建方法:单目视觉方法是指使用一台摄像机进行三维重建的方法所使用的图像可以是单视点的单幅或多幅图像,也可以是多视点的多幅图像前者主要通过图像的二维特征推导出深度信息,这些二维特征包括明暗度、纹理、焦点、轮廓等,因此也被统称为恢复形状法(shape from X)1、明暗度(shape from shading SFS)通过分析图像中的明暗度信息,运用反射光照模型,恢复出物体表面法向量信息进行三维重建。
SFS方法还要基于三个假设a、反射模型为朗伯特模型,即从各个角度观察,同一点的明暗度都相同的;b、光源为无限远处点光源;c、成像关系为正交投影。
融合颜色特征和纹理特征的图像检索算法
融合颜色特征和纹理特征的图像检索算法作者:耿艳萍高红斌任智颖来源:《无线互联科技》2017年第24期摘要:文章结合颜色特征和纹理特征,利用欧氏距离计算两幅图像的相似度进行图像检索。
首先,在HSV空间下,提取颜色特征并进行归一化处理。
然后,提取GLCM的特征值,并结合Tamura特征形成更加丰富的纹理特征。
最后,分别计算待检索图像和图像库中图像的颜色和纹理相似度,在不同权重下融合颜色和纹理特征得出最终相似度。
Matlab实验表明,不同种类的图像,分配颜色和纹理的不同权重时,有不同的查准率。
调整图像的特征权重可以提高查准率。
关键词:图像检索;GLCM;Tamura;多特征融合随着数字图像技术的发展,人们面临着丰富多样的图像,根据需求从大量图像中检索出匹配的图像,是值得探究的问题。
图像检索技术分为基于文本和基于内容的检索。
基于内容的图像检索(Content Based Image Retrieval,CBIR)是提取图像库中图像和待检索图像的特征进行相似度比较,从而得出结论。
基于内容的图像检索特征包括两个方面:一类是底层视觉特征,如颜色、纹理、形状等[1];一类是高层语义特征,即图像内容的语义描述与各类物理特征之间的逻辑关系[2]。
本文提取第一类特征,在不同种类的图像组成的图像库中,检索出与待检索图像相似的图片。
单一的基于颜色的相似度计算[3]不能完全表达图像内容,故这种检索算法的查准率很低。
另外,常见的基于内容的图像检索特征还有纹理特征,用于捕捉图像表面的粒度与重复出现的模式[4]。
常用的纹理特征有基于灰度共生矩阵(Gray Level Co-occurrence Matrix,GLCM)的特征,文献[5]用广义图像灰度共生矩阵做图像检索,但查准率和查全率的提升效果不显著。
另一常用的纹理特征是Tamura特征,文献[6]用改进的Tamura纹理特征提高图像检索性能,相对于Tamura特征有了一定的提升,但提高有限。
基于区分深度置信网络的病害图像识别模型
Computer Engineering and Applications 计算机工程与应用2017,53(21)1引言自然图像的识别和分类是充分挖掘自然图像中的底层特征,将不同类别的图像区分开来。
针对不同的需求环境,出现了不同的图像识别和分类方法。
Li 等人提出了一种基于贝叶斯的增量学习方法,这种方法只需要很少的训练图片,在101类图像分类实验中取得了很好的结果[1]。
Yu 和Wong 集成多个分类器分别利用不同的底层和高层抽象特征对图片进行分类,设计了一系列规则将多个分类器的结果进行汇总[2]。
Lu 等人给出了一个新的图像分类表示方式,首先用期望最大方法提取特征,然后用训练自适应增强(Adaboost )分类器选择最有区分性的特征[3]。
范建平等人主要利用概念相关性来指导图像分类器的训练[4]。
在宁夏地区,枸杞病害不同时期、同一部位的病症基于区分深度置信网络的病害图像识别模型宋丽娟SONG Lijuan1.西北大学信息科学与技术学院,西安7101272.宁夏大学信息工程学院,银川7500211.School of Information Science and Technology,Northwest University,Xi ’an 710127,China2.School of Information Engineering,Ningxia University,Yinchuan 750021,ChinaSONG Lijuan.Recognition model of disease image based on discriminative deep belief puter Engineering and Applications,2017,53(21):32-36.Abstract:To detect and identify the disease of Chinese Wolfberry in time and accurately is very important on the disease monitor,prediction,early warning ,treatment and the construction of agricultural information and intelligence.The deep architecture of disease image classification and identification is proposed based on discriminative deep belief networks.First of all,this paper automatically crops the leaf disease image of Chinese Wolfberry into the sub-image containing typical spots,and then researches segmentation under complex background and the image feature extraction,the features is a total of 147on color feature,texture feature and shape feature.Disease recognition model is established with discrimi-native deep belief networks and exponential loss function.Experimental results show that,the method has good effect on image pared with the support vector machine,the disease image recognition model based on discriminative deep belief network not only can effectively use the high-level representation of low-level image features but also can solve the problem of data annotation image recognition.Key words:disease image;discriminative deep belief networks;exponential loss function摘要:对枸杞病害进行及时、准确地检测识别对于病害的监测、预测、预警、防治和农业信息化、智能化建设具有重要意义。
视觉显著性物体检测
– 34维的区域特征
– Random Forest regression
3.1 研究现状总结
• 理想很美好
– 对于任意输入图片,能够快速准确的找到显著性物体区域
• 现实很残酷
– 问题本身的严格定义比较困难 – 对于很多复杂的输入图片,标注者都很难给出一个自己满意的显
2.3 代表性工作:快速发展
• Global contrast based salient region detection, CVPR 2011, PAMI 2014
– 在MSRA系列数据集上Precision 90+%, Recall 90+%
2.4 代表性工作:初步总结
• 各种Hypothesis及Feature的大爆发
著性图
3.1 研究现状总结
• 理想很美好 • 现实很残酷 • 怎么看待理想与现实之间的巨大差距?
3.2 关于应用
• 怎样让显著性物体检测算法在应用中鲁棒的运行?
SalientShape: Group Saliency in Image Collections, The Visual Computer 2014. Cheng et. al.
3.3 未来发展
• 单张图像 多张图像
– 和co-segmentation,multi-instance learning等结合
• 单张图像 视频
– 时空关系,动态特征
• 细分的应用需求
– 针对特定类型的应用
• 系统的应用机器学习的方法 •…
3.2 关于应用
• 示例:从网络图像中学到的颜色模型可视化
3.2 关于应用
[ACM TOG 09, Chen et. al.] Cheng et. al.]
aff特征融合方法融合一维特征
aff特征融合方法融合一维特征一、aff特征融合方法的原理aff特征融合方法是一种将不同特征融合到一起的技术,通过线性组合的方式将不同特征的表示进行融合,得到更加全面和丰富的特征表示。
这种方法通过学习权重向量来决定每个特征的重要性,进而将不同特征进行加权求和得到最终的特征表示。
二、aff特征融合方法的应用aff特征融合方法可以应用于各种深度学习任务中,如图像分类、目标检测、语义分割等。
在图像分类任务中,可以将颜色特征、纹理特征和形状特征等融合在一起,提升模型对图像的识别能力。
在目标检测任务中,可以将图像特征和边界框特征进行融合,提高目标检测的准确率。
在语义分割任务中,可以将图像特征和上下文特征进行融合,增强对图像中不同物体的分割能力。
三、aff特征融合方法的效果aff特征融合方法能够充分利用不同特征的优势,提升模型的性能。
通过将不同特征进行融合,可以得到更加全面和丰富的特征表示,从而提高模型的泛化能力和鲁棒性。
实验证明,使用aff特征融合方法可以显著提高深度学习模型在各种任务中的性能,取得更好的结果。
四、aff特征融合方法的改进虽然aff特征融合方法在实际应用中取得了一定的效果,但仍然存在一些改进的空间。
首先,权重向量的学习过程需要大量的计算资源和时间,可以考虑使用一些加速方法来提高计算效率。
其次,aff 特征融合方法对于不同特征的选择和权重的确定依赖于人工经验和调参,可以进一步探索自动学习特征权重的方法,提高模型的自适应能力。
五、结语aff特征融合方法是一种有效的特征融合技术,能够提升深度学习模型的性能。
通过将不同特征进行融合,可以得到更加全面和丰富的特征表示,从而提高模型的泛化能力和鲁棒性。
在实际应用中,aff特征融合方法取得了一定的效果,但仍然存在改进的空间。
希望通过进一步的研究和探索,能够提高aff特征融合方法的效果,并将其应用于更多的深度学习任务中。
影像组学之radiomics提取特征的意义(2)
0
0.075 0.05 0
0.05
0
1
2
34
0.20 0.35 0.30 0.15 0
Gray Level Cooccurence Matrix (24 features)灰度共生矩阵
23. Sum Average(体素对和的概率乘以体素对和; 体素对和的平均值)
24. Sum Entropy((体素对和的熵,分布丰富程 度)
影像组学之radiomics提取特征 的意义(2)
小马医 21/2/13
几个重要的共识
1:特征全部来自主流提取特征工具pyradiomic(哈佛大学医学 院为主的团队研发) 2:图像前处理有必要,但是根据不同情况如何处理尚有争议。 3:部分特征可能对一部分肿瘤有意义,对一部分毫无意义,即 提取特征为潜在可能因素。 4:强调实用性,过于复杂数学原理详见官网 5:分类原因与官网介绍顺序不同 6:如有纰漏,欢迎评论区和私信交流
Gray Level Cooccurence Matrix (24 features)灰 度共生矩阵
Gray Level Cooccurence Matrix (24 features) 体素对的呈现(强度与形状的结合)
2D 4个角度 8个方向
计算概率
0.15 0.1 0.075 0
0
0.1 0
0
0
0.09
0.09 0
0.09 0
0.09
0.09 0.09 0
0
0
0.27 0
0
0
0
Gray Level Size Zone Matrix (16 features) 灰度大小区域矩阵(GLSZM)
1. Small Area Emphasis (SAE) 小区域体素区域分布的程度 2. Large Area Emphasis (LAE) 大区域体素区域分布的程度 3. Low Gray Level Zone Emphasis (LGLZE)低强度体素区域分布的程度 4. High Gray Level Zone Emphasis (HGLZE)高强度体素区域分布的程度 5. Small Area Low Gray Level Emphasis (SALGLE) 小区域低强度体素区域分布的程 度 6. Small Area High Gray Level Emphasis (SAHGLE)小区域高强度体素区域分布的程 度 7. Large Area Low Gray Level Emphasis (LALGLE)大区域底强度体素区域分布的程度 8. Large Area High Gray Level Emphasis (LAHGLE)大区域高强度体素区域分布的程 度
自适应多尺度融合特征-概述说明以及解释
自适应多尺度融合特征-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以按照以下思路进行编写:概述部分主要介绍本文的研究背景、意义以及研究目标。
可以从以下几个方面展开:首先,可以简要介绍计算机视觉领域的发展趋势和挑战。
随着计算机视觉的迅速发展,图像处理和分析技术在各个领域得到广泛应用。
然而,在实际应用中,图像数据的多尺度特性存在困扰,例如目标的尺寸变化、视角变化、光照条件等。
这些因素给图像处理和分析任务带来了很大的挑战。
接着,可以引入自适应多尺度融合特征的概念。
自适应多尺度融合特征是通过融合不同尺度的图像特征来提高图像处理和分析任务的性能。
通过从不同的尺度上获取图像的特征信息,可以更好地理解图像内容,提高图像处理和分析任务的准确度和鲁棒性。
然后,可以强调自适应多尺度融合特征的研究意义和应用价值。
自适应多尺度融合特征能够解决图像处理和分析中的多尺度问题,对于目标检测、图像分类、图像生成等任务都具有重要的作用。
通过合理的融合策略和算法,可以充分利用图像中不同尺度的信息,提高算法的性能和鲁棒性,进一步推动计算机视觉技术的发展。
最后,可以明确本文的研究目标和内容安排。
本文旨在研究自适应多尺度融合特征在图像处理和分析任务中的应用,探索有效的融合策略和算法。
具体而言,在本文中将从不同尺度的特征提取、融合策略设计、实验验证等方面展开研究。
通过实验评估和对比分析,验证自适应多尺度融合特征的有效性和性能。
综上所述,本章将详细介绍自适应多尺度融合特征的研究背景、意义和研究目标,并对后续章节进行了简要的介绍。
通过本文的研究,有望为解决图像处理和分析中的多尺度问题提供有效的方法和思路,推动计算机视觉技术的进一步发展。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分是整篇文章的核心,它可以帮助读者更好地理解文章的脉络和逻辑结构。
本文采用以下结构:第一部分是引言。
在引言中,我们首先对自适应多尺度融合特征进行了概述,介绍了它在图像处理和计算机视觉领域的应用。
人脸识别的毕业论文
学号:3081818211题目类型:论文(设计、论文、报告)西安电子科技大学GUILIN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本科毕业设计(论文)题目:人脸检测技术研究及MATLAB实现学院:信息科学与工程学院专业(方向):电子信息工程班级:电信08-2班学生:许文强指导教师:蒋中正2012 年 5 月 20 日摘要人脸检测是当今视觉领域里非常重要和实用的研究课题,它应用于现实生活中的各个领域,如公安、金融、网络安全、物业管理以及考勤等。
基于视频的人脸检测属于动态检测,方法是先提取视频文件的帧,然后再对帧(图像)进行人脸检测,利用肤色特征的检测算法先对图像(帧)进行处理,然后建模,运用适当的算法把人脸检测出来,运用该方法完成了视频之中的的人脸检测。
本文采用MATLAB软件进行仿真,包括实现提取视频文件的帧,对输入图像检测有人脸(如果存在)的位置,大小和位姿,程序运行结果基本实现了上述功能。
关键词:人脸检测;视频检测;肤色特征Research of Face Detection and Implementation of Matlab Student: xu wenqiang Teacher:jiang zhong zhengAbstract:Face detection is very important and practical research topic in the visual field,it is applied to many areas in our lives Such as public security, finance, network security, property management and attendance, Based on the video's face detection is dynamic detection ,The idea is to extract video file frame, then as the image face to detectionUse the skin color characteristics of the detection algorithm , first to do processing testing, Then e appropriate algorithm, the face detection out.By using this method the video to finish face detection. this paper, we also use Matlab software simulationIncluding realize The input image for face detection, Video file frame extraction then That is to make sure that there is an image input face (if present) of location, size and posture of the process.To run the program results basically achieved the functionKey Words:Face Detection;Video Detection;Skin color characteristics目次摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1论文的研究历史背景及目的 (1)1.2国内外研究现状 (2)1.3论文的主要内容安排 (3)2 人脸检测及其算法简介 (5)2.1人脸检测介绍 (5)2.2人脸检测的常用方法 (5)2.2.1基于特征的人脸检测方法 (5)2.2.2模块匹配法的人脸检测 (6)2.2.3基于adaboost算法的人脸检测方法 (7)3 基于视频的人脸检测研究及其实现 (8)3.1 MATLAB图像处理工具箱中的视频操作 (8)3.2提取AVI视频文件的帧 (9)3.3对图像进行肤色特征的人脸检测 (11)3.3.1色彩空间及其内容介绍 (11)3.3.2对图像进行预处理 (11)3.3.3对人脸肤色进行建模 (13)3.3.4 检测人脸区域的选定 (14)3.4图像向AVI视频文件的转换 (16)4 人脸检测在MATLAB软件下仿真实现 (18)4.1设计条件 (18)4.2设计流程 (18)4.4.1基于视频的人脸检测的总设计模块图 (18)4.4.2对图像进行人脸检测具体框图 (19)4.3人脸检测的MATLAB实现 (19)4.3.1人脸检测运行结果 (19)4.3.2人脸检测结果分析 (21)5 结论 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录 (25)1 绪论当前,人脸检测越来越受到大家的关注,它作为生物特征识别中一个非常重要的一个分支,已成为计算机视觉与模式识别领域中非常活跃的一个研究领域。
典型室内场景显著性稀疏识别
典型室内场景显著性稀疏识别严晗;刘佶鑫;龚建荣【摘要】With the development and popularization of information technology and intelligent robots,scene recognition as an important research content has become an important research in the field of computer vision and pattern recognition problem.Solving the problem of the low classification accuracy for indoor scene will help the indoor scene classification in some areas of application:the image retrieval,video retrieval of the scene and the robot.Conventional scene recognition methods have poor performance in indoor situations.For this reason,a sparse representation indoor scene recognition method is presented,which based on significant detection.This method is using significant recognition detection to extract the scene in the image area which we are interested in,and combined with sparse representation to scene classification recognition.Experimental results show that this method can be applied to a typical family indoor scenarios (e.g.,bedroom,kitchen,closet,etc.)and have certain advantages in terms of recognition accuracy.%随着信息技术和智能机器人的发展与普及,场景识别作为重要的研究内容,已成为计算机视觉和模式识别领域的重要研究问题.解决室内场景分类精度低的问题,将有助于室内场景分类在场景图片检索、视频检索及机器人等领域中的应用.针对常规场景识别方法在室内环境中性能显著下降的问题,提出一种基于显著性检测的稀疏表示室内场景识别方法.该方法利用显著性区域检测算法提取出场景图像中人眼感兴趣的区域,并与稀疏表示结合进行场景识别.实验结果表明,将本方法应用在典型家庭室内场景(如卧室、厨房、衣帽间等),在识别正确率方面有一定的优势.【期刊名称】《南京师大学报(自然科学版)》【年(卷),期】2017(040)001【总页数】7页(P79-85)【关键词】场景识别;室内场景分类;显著性区域检测;稀疏表示【作者】严晗;刘佶鑫;龚建荣【作者单位】南京邮电大学通信与信息工程学院,江苏南京210003;南京邮电大学教育部工程研究中心,江苏南京210003;南京邮电大学教育部工程研究中心,江苏南京210003【正文语种】中文【中图分类】TP391由于多媒体技术和互联网技术的快速发展,每天都会产生大量的数字图像. 如何利用计算机自动将图像按照人类理解的方式分类到不同的类别,从而快速有效地获取、管理和分类数量巨大的图像成为一个重要问题,场景分类就由此产生. 针对场景分类难的问题,不同阶段的研究提出不同的方法和模型. 早期,场景图像分类一般都是基于整体模型[1-2]开展,利用颜色、纹理、形状等特征进行识别,该类方法在训练集之外的泛化能力较差. 近年来,诸如SIFT[3,19](Scale-invariant Feature Transform,尺度不变特征变换)、SURF[4](Speeded-Up Robust Features,加速鲁棒特征)、HOG[5](Histogram of Oriented Gradient,梯度方向直方图)、SDA[6](Subclass Discriminant Analysis,子类判别分析)等算子有着广泛应用. 比较流行的分类方法是利用各种算子提取环境特征,应用最广的是视觉词袋模型(Bag of visual Words,BoW[7]),这一思路在图像分类的应用中取得了令人鼓舞的结果,受到了研究者的极大关注. 但是,由于忽略了局部图像块的位置信息,该方法属于一种无序的特征表示,即缺少位置信息的全局特征表示. 为解决这个问题,Lazebnik等人提出以一种基于空间金字塔匹配(Spatial Pyramid Matching,SPM[8,18])的方法来改进传统的视觉词袋模型. 但是SPM策略存在着较大的量化误差,进而导致比较严重的信息损失. 为了解决这个问题,Yang J[9] 等人首次提出使用稀疏编码(Sparse Coding)策略来学习视觉词典,然后用稀疏编码方法对整幅图像的关键点进行编码,最后用基于最大池(Max Pooling)的方法表示图像特征,他们称这种方法为稀疏的空间金字塔匹配(Sparse coding Spatial Pyramid Matching,ScSPM). 此后,又有一系列工作对ScSPM中的不足做了改进,如Wang[10]等人在稀疏编码中加入了位置信息的约束,这使得编码效率和性能得到了改善;Boureau[11]等人在视觉学习中引入了类别信息,提出了监督的系数词典学习方法.室内场景分类是场景分类的一个研究领域,解决室内场景分类精度低的问题,将有助于室内场景分类在场景图片检索、视频检索及机器人等领域的应用. 但是,现在所有的算法只是对室外场景处理较好,对于室内场景的识别还存在很多的不足. 这是因为相较于户外场景,室内环境通常缺少显著的局部或全局视觉特征. 本文针对常规场景识别方法在室内环境中性能显著下降的问题,提出一种基于显著性检测的稀疏表示室内场景识别方法. 该方法利用显著性区域检测提取出场景图像中人眼感兴趣的区域,并与稀疏表示结合进行场景识别. 实验结果表明,本方法能得到较高的识别正确率.场景识别技术的典型框架是特征表示加分类器,其中的特征表示算子都是人为设计的,需要有特征提取的预处理过程.本文的算法框架如图1所示. 从框架流程图中可以看出,该室内场景识别算法结合了显著性检测和稀疏表示算法,场景图片首先通过显著性检测得到图像的显著性图,通过该显著性图得到不同的分割图像,这些分割图像作为最终稀疏表示算法的训练输入,最终训练出类别字典进行场景识别. 显著性检测不仅分割出图像中最主要的目标,减少了背景噪声的干扰,而且提高了稀疏表示算法的运算速度和可靠性.1.1 显著性检测算法当浏览一个场景的时候,人类视觉具有倾向于忽略不重要的区域而快速地搜索到感兴趣目标的能力. 这些区域通常被大家称为奇异点、视觉焦点或者是显著性区域[12]. 图像显著性区域检测能够帮助大家采用不同的策略处理不同的区域. 例如,通常采用精确的方法处理显著性区域,采用近似的方法处理非重要的区域. 通过这种方式,避免了对整幅图像应用复杂的算法,从而提高了图像处理速度.最早提出来的显著性算法是基于生物启发模型. 这个方法模拟人的视觉神经,通过计算“center-surround difference”来获取到显著性对象的位置信息. 但是由于该方法只计算局部特征的对比度,得到的显著度图只高亮了对象的边缘信息. 因此,后来的显著性区域检测算法主要集中尝试利用各种策略避免结果中只高亮边缘信息. 当前显著性检测的方法有很多,其中最为典型的方法有基于局部对比分析的算法、基于图论的算法、基于频谱特性的SR(Spectrum Residual)算法等[13],这些方法遵循的视觉显著性规律不同、使用的图像特征不同、对特征的处理方式也不同,所得到的显著图也都有自己的特点,但从所有方法中都可以发现设计显著性检测方法的基本思路.本文使用的显著性目标检测方法是由Huaizu、 Jiang等人在2013年提出的不同区域特征融合(Discriminative Regional Feature Integration,DRFI)的显著性检测方法[14].该方法有3个主要步骤组成,包括多尺度分割、区域显著性计算和多尺度显著性融合. 其原理如图2(详见文献[14])所示.1.1.1 多尺度分割多尺度分割中采用基于图的图像分割方法. 给一张原始图片I,将其进行M尺度的分割得到S={S1,S2,…,SM},其中每个SM都是原始图片I的分割,包括Km个区域. S1是最好的分割,它包含了最大数量的分割区域,SM是最粗糙的分割,它拥有最少的分割区域.1.1.2 显著性分数计算和大多数显著性检测方法不同的是,该显著性算法是先设计出一些对比特征向量,然后将这些有效的对比特征向量作为训练特征来训练一个随机森林回归器,该回归器负责计算不同图片的显著性分数.显著性特征向量分为3个主要部分:区域对比描述、区域属性描述和区域背景特征描述. 其中区域对比描述主要包括每张分割图中相邻区域之间颜色和纹理之间的差异,包括RGB均值、L*a*b均值、LM滤波器绝对响应、LM滤波器的最大响应、L*a*b直方图、灰度直方图、饱和度直方图和纹理直方图. 其中一般特征向量之间的差异以如下形式来计算:而直方图之间的差异计算方式为:区域属性描述又包括外表属性描述和集合属性描述,外表特征视图描述图像区域的颜色和纹理特征,它们可以作为区分显著性区域和背景的最基本的属性. 几何特征包括大小和位置关系,这些对描述显著性和背景之间的空间关系有一定影响.1.1.3 多尺度显著性融合多尺度显著性融合的目的就是将多尺度分割后计算得到的显著性图融合成一张显著性图,该方法使用了一个线性融合器ωmAm来进行融合操作,这个线性融合器通过使用最小化均方误差估来学习参数,即最小化目标函数:1.2 稀疏表示分类算法稀疏表示(Sparse Representation)理论是一种新兴的信号表示方法,此方法使用超完备字典对信号进行分解,对信号的误差与噪声比传统方法更稳健. 在图像压缩领域中,更稀疏的字典能够得到更高的压缩比;在图像重建领域中,更稀疏意味着更高质量的图像重建. 由此可见,稀疏性对于图像表示(Image Representation)是至关紧要的. 另外,基于稀疏分类框架[15-17]的目标跟踪算法和图像分类算法具有独特的抗噪声与遮挡能力.信号的稀疏表示是数据表示体系的重要组成之一. 设字典A由一组线性独立的基矢量[a1,a2,…,aM](原子)组成,这些基矢量能够张成整个矢量空间X=[x1,x2,…,xM]∈RM,即空间中任意矢量x都可以通过这组基的线性组合进行重构,如式(4)所示:式中,ci=〈ai,x〉是x在基矢量ai上的展开系数. 因为基是相互独立的,则这种展开的结果是唯一的. 如果ai⊥aj,则字典A为空间X的一组正交基. 则式(4)可改写为式(5):在过完备字典上求解稀疏表示问题可以用1范数最小化方法来解决:在式(6)中,A代表训练字典,y表示测试样本,x表示稀疏系数.在经典的稀疏表示算法中,稀疏表示拟解决的问题可以表示如式(7)所示:式中,y表示测试样本,X表示训练字典,α则表示测试样本y在训练字典X下的系数. 通过计算每一类的残差ei(y)=‖i‖2,并根据残差大小,从而可以判断测试样本所属的类别.稀疏表示方法是基于每一类字典Xi都是过完备的假设的. 但本文针对的居家室内场景识别分类,这是一个小样本问题,所得到的训练字典X也并不是完备的. 如果依旧用测试样本y的类字典Xi来重现样本,那么误差就会相当大,最终将会导致得到的残差ei(y)和‖α‖1不精确,从而严重影响分类结果.为解决上述问题,本文拟引用最小均方差准则下的协同表示分类来改进稀疏表示模型,从而大大提高算法的识别速度和分类效果.利用类与类之间的相关性,即某些第j类的样本可能对第i类的测试样本的表示有着重要意义. 因此,可利用字典中其他类的图像来扩充本类图像. 在文献[15]中,就是利用这种方法来解决小样本问题的.这样,实际上就是在1范数的限制下,利用字典X=[X1,X2,…,Xn]中所有的数据来协同表示测试样本y. 那么接近优化式(7)就可变为式(8):有关联表示为y在平面X的投影. 在SRC(sparse representation-based classifier)中,残差ei(y)=‖‖2用于分类,则可以导出:ei(y)=‖‖2=‖‖.在式(9)中,‖对于所有的类来说都是连续的,那么很显然真正起作用的其实是:如图3所示, i和j. 图3中显示了测试样本y在平面X的投影,可看出与平行,则: 式中,(χi, i)是χi和i之间的夹角,是和χi之间的夹角,根据式(11)可得出:从式(12)中,可以看出,在判断测试样本y是否属于第i类时,不仅需要考虑和χi之间的夹角大小,还需要兼顾到χi和i之间的夹角大小,正是这种双重标准使得分类变得更加高效和鲁棒.本文通过MATLAB平台进行仿真实验,验证本文算法的场景分类效果. 本文的实验分为四个部分:第一个部分为显著性检测算法使用不同阈值时室内场景分类结果的对比实验;第二个部分为使用单个特征与使用多个特征融合分类结果的对比实验;第三部分为前两部分实验最优结果的结合,即本文最终算法的实验结果;最后一部分是检测本文算法复杂度的实验,实验通过处理不同像素大小的图片所需要的cpu时间来检验算法的复杂度.前三部分的实验中,所采用的室内场景均分为卫生间、卧室、衣帽间、厨房、客厅这5个场景类别. 从每个场景类别中随机选择50张图片作为字典训练的样本,并随机选择10张图片作为测试样本.而最后一个实验中,分别选择卧室、厨房、衣帽间等5个室内场景图片中像素大小为256×256、640×480、1080×810的图片各60张,其中50张用作训练字典,10张用作训练样本.本文对实验中的室内场景图片有一定的要求,即室内场景图片要相对简洁,且图片中一定有每类场景的代表性主目标,例如卧室图片一定包含床、客厅图片一定包含沙发或椅子等.2.1 固定阈值的显著性检测算法实验本实验部分针对的是显著性检测算法中阈值的选取问题. 为了得到最佳参数,将显著性检测算法中的阈值分别设为0(即不设置阈值)、0.2、0.4、0.6及0.8,其中,阈值的大小即表示对图像的分割程度,阈值越大,则分割后剩余的图像特征越少,不设阈值则表示不对图像进行分割.将不同阈值下得到的显著图与稀疏表示算法结合后进行室内场景的分类. 通过比较室内场景分类的正确率,从而得到分类效果最好的显著性检测算法阈值. 图4为不同阈值情况下,典型室内场景分类的平均正确率.由图4可知,不同的阈值设定使得室内场景的分类正确率不同,且当显著性检测算法的阈值设为0.4的时候,室内场景的分类效果最好,正确率为52%. 因此,本文在最终算法中将把显著性检测算法的阈值设置为0.4.2.2 显著性区域特征与灰度图特征融合实验本实验部分将各个场景的灰度图特征、显著图(无阈值)特征以及灰度图与显著图的融合特征分别作为稀疏表示算法的输入进行场景的分类,并比较各个实验的分类正确率,如图5所示.由图5可知,用单个特征即灰度图特征与显著图特征作为稀疏表示算法的输入时,室内场景的分类正确率为46%,而用灰度图与显著图的融合特征作为算法的输入时,场景的识别正确率为56%,这表明使用融合特征在一定程度上可以提高室内场景的分类正确率,比使用单个特征的分类效果好. 因此,在本文的最终算法中,将采用特征融合的方式.2.3 多特征融合算法实验根据2.1章节与2.2章节的实验结果,本实验部分将显著性检测算法的阈值设为0.4,并将融合特征作为稀疏表示算法的输入,即本文的最终算法为:将阈值为0.4的显著图与灰度图及显著图(未设阈值)特征融合,并作为稀疏表示算法的输入进行场景分类. 通过实验可知,本文算法的分类正确率为62%,比2.1章节与2.2章节的最好正确率都有所提高. 可见本文算法能够提高室内场景的分类正确率,有一定的实用价值.图6为部分场景及其灰度图与显著图.2.4 算法复杂度分析本实验部分,将像素大小为256×256、640×480、1080×810的图片分别进行实验,实验中,显著性检测的阈值设置为0.4,并采用融合特征作为稀疏表示算法的输入. 通过比较不同像素大小的图片在实验时所需要的cpu时间来检验算法的复杂度,并通过柱状图直观展现. (其中,实验所用电脑配置为:Intel Core i5 3.20 GHz,4 GB内存. )如图7所示,可以看出,同一实验条件下,本文算法在处理不同像素大小的图片时所需的cpu时间基本不变,由此说明本文算法的时间复杂度很小.3 结语针对多数常规算法在室外环境表现良好、在室内环境性能下降的问题,本文提出一种基于显著性检测的稀疏表示室内场景识别方法,创新性地将稀疏表示方法应用在家庭室内场景的识别中. 该方法利用显著性检测算法找出场景图像中人眼感兴趣的区域,并通过设置阈值提取出主要目标区域,并将其与稀疏表示算法结合进行场景的分类. 在实验中,将显著性检测算法的阈值设为0.4,并使用了多特征融合的方法. 通过这种方式,得到了各个场景的代表性目标,避免了对整幅图像应用复杂的算法,从而提高了图像处理速度与室内场景分类的正确率.【相关文献】[1] VAILAVA A,JAIN A,ZHANG H J. On image classification:city vs. landscape[C]//IEEE Workshop on Content-Based Access of Image and Video Libraries.Piscataway,USA:IEEE,1998:3-8.[2] CHANG E,GOH K,SYCHAY G,et al. CBSA:content-based soft annotation for multimodal image retrieval using bayes point machines[J]. IEEE transactions on circuits and systems for video technology,2003,13(1):26-38.[3] 钱堃,马旭东,戴先中,等. 基于层次化SLAM的未知环境级联地图创建方法[J]. 机器人,2011,33(6):736-741.[4] 包加桐,宋爱国,郭晏,等. 基于SURF特征跟踪的动态手势识别算法[J]. 机器人,2011,33(4):482-489.[5] ZHANG H B,SU S Z,LI S Z,et al. Seeing actions through scene context[J]. IEEE visual communications and image processing,2013,8 575(VCIP):1-6.[6] BEKIOS-CALFA J,BUENAPOSADA J M,BAUMELA L. Robust gender recognition by exploiting facial attributes dependencies[J]. Pattern recognition letters,2014,36:228-234.[7] LI F F,PERONA P. A Bayesian hierarchical model for learning natural scene categories[C]//IEEE Computer Society Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. USA:IEEE Computer Society,2005:524-531.[8] LAZEBNIK S,SCHMID C,PONCE J. Beyond bags of features:spatial pyramid matching for recognizing natural scene categories[J]. IEEE conference on computer vision and pattern recognition(CVPR),2006,2:2169-2178.[9] YANG B J,YU K,GONG Y,et al. Linear spatial pyramid matching using sparse coding for image classification[C]//IEEE Computer Scoiety Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. USA:IEEE,2009:1794-1801.[10] WANG J,YANG J,YU K,et al. Locality-constrained linear coding for image classification[C]//IEEE Computer Society on Computer,Vision and Pattern Recognition. US:IEEE,2010:3360-3367.[11] BOUREAU Y L,BACH F,LECUN Y,et al. Learning mid-level features forrecognition[C]//IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition.USA:IEEE,2010:2559-2556.[12] GOPALAKRISHNAN V,HU Y,RAJAN D. Random walks on graphs to model saliency in images[C]//IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition.USA:IEEE,2009:1698-1705.[13] AVIDAN S,SHAMIR A. Seam carving for content aware image resizing[J]. ACM Transactions on Graphics,2007,26(3):10-16.[14] JIANG H,WANG J,YUAN Z,et al. Salient object detection:a discriminative regional feature integration approach[C]//IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition. USA:IEEE,2014:2083-2090.[15] WRIGHT J,YANG A Y,GANESH A,et al. Robust face recognition via sparse representation[J]. 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基于特征提取的图像分类算法研究与应用
基于特征提取的图像分类算法研究与应用随着计算机科学的发展,自然语言处理、计算机视觉、机器学习等领域得到了长足的发展。
在计算机视觉领域中,图像分类是一个非常重要的任务,它涉及到图片检索、自动驾驶、人脸识别等领域。
在这个过程中,特征提取是非常重要的一个步骤。
一、特征提取特征提取是将原始的图像转换为具有区分性的特征的过程。
它是图像分类中的关键步骤,决定了分类准确率和效率。
对于一个给定的图像,可以提取出很多的特征,但是不是所有的特征都是有效的。
一个好的特征应该具有以下特点:1.对于不同类别的图像具有很高的区分度。
2.对图像旋转、缩放、平移以及亮度、色彩、噪声等的变化具有很好的鲁棒性。
3.具有低维度,能够降低计算复杂度并提高分类准确率。
以下是一些常用的特征提取算法:1.SIFT:尺度不变特征变换(Scale-invariant feature transform)是由Lowe在2004年提出的。
它是一种利用高斯函数对不同尺度下的图像求出特征点,然后通过对这些点附近进行局部梯度统计来提取特征的算法,具有很好的尺度不变性。
2.SURF:快速稳健特征(Speeded Up Robust Feature)是一种比SIFT更加快速和稳健的特征提取算法。
它是在SIFT的基础上进行改进和优化的,不仅速度更快,而且提取的特征具有更好的鲁棒性。
3.HOG:方向梯度直方图(Histogram of Oriented Gradient)是一种利用图像局部梯度方向来描述图像特征的算法。
它被广泛应用于行人检测、人脸识别、动作识别等领域。
二、特征分类在得到了图像的特征后,我们需要使用分类器来对图像进行分类。
常用的分类器包括:SVM、KNN、决策树、神经网络等。
1.SVM:支持向量机是一种二分类算法,它的基本思想是找到一个超平面,将不同类别的数据分开。
SVM具有很好的泛化性能和可解释性,被广泛应用于图像分类领域。
2.KNN:K近邻算法是一种基于距离度量的分类算法,它的基本思想是将每个样本的K个近邻作为样本的类别。
基于融合细分的纹理图像重构模型
基于融合细分的纹理图像重构模型摘要:针对分段迭代曲线拟合存在的重建区域轮廓不连续、重建区域尺寸有误差等问题,提出了一种基于融合细分的纹理图像重构模型。
首先提取原始图像的分割区域,经过轮廓跟踪与下采样得到区域形状的特征向量;然后利用三重逼近与三重插值统一的融合细分方法,重建区域轮廓曲线;最后合成区域纹理,得到纹理图像重构结果。
在多幅自然场景图像上进行实验验证,并给出相应的实验结果和分析。
实验结果表明,所提模型正确有效,具有和人类视觉特性相符合的重构结果; 所提算法能够减少图像重建时的处理时间,并在图像质量主观评价指标上明显优于多区域图像重建算法。
关键词:纹理图像重构;融合细分;纹理合成;图像分割一、引言随着数字多媒体技术的发展,人们对高效的图像信息处理提出了更高的要求。
现有的基于像素/块的图像处理技术忽略了图像的层级结构,无法直接用于内容分析;而基于对象的又难以满足图像处理在通用性方面的需求[1]。
因此,如何找到一种更加有效的图像表征方法一直是图像处理领域的研究热点与难点问题。
纹理是表达图像内容的一个非常重要的属性,它广泛存在于各类图像中。
纹理图像通常构成图像或视频的静止背景。
图像中的纹理分为两大类:不重要主观细节纹理和重要主观细节纹理[2]。
由于人类视觉系统固有的缺陷,人眼对平滑区域的敏感性远高于纹理密集区域,图像中的纹理通常是人眼不关注的那部分内容,因此纹理细节的变化不会影响对原始纹理的主观理解[3]。
近年来,基于样图的纹理合成在图像修复、压缩编码、纹理传输等方面有着广泛的应用[4-6]。
Efros等[7]提出一种计算较简单的Image Quilting算法,通过计算纹理重叠区域的累积误差和最小误差路径进行纹理拼接。
而旋转的Wang Tiles 纹理合成算法[8]能够克服Wang Tiles 存在的样图利用不完全、切割路径非最优、中心和拐角区域不匹配等缺点。
图像中的线结构是指用来定义目标形状的轮廓或划分区域的边界,是图像的形状特征表达[9-10]。
Real-Time Human Pose Recognition in Parts from Single Depth Images-全文翻译
在本节我们回顾一下深度图像,并且解释了我们如何使用真实运动捕获数据生成各种基本角色模型,从而合成一个大型且多样化的数据集。我们相信这个数据集在规模和多样性方面都超过了现有水平,且实验表明这样大型的数据集在我们的评估中有多重要。
2.1. Depth imaging
深度图像技术在过去的几年中有了极大的发展,随着Kinect[21]的发布最终成为了大众消费品。深度图像中的像素记录(indicate)了场景的校准深度,而不是场景强度或颜色的值(measure)。我们使用的Kinect摄像机每秒能捕获640×480规格图像30帧,其深度分辨率为几厘米(a few centimeters)。
2. Data
姿势估计研究往往关注克服训练数据缺乏的技术[25],这是因为两个问题。第一,使用计算机图形学技术[33,27,26]生成逼真的强度图像往往受限于衣服、头发和皮肤造成的颜色和纹理的极大多变性,从而往往使生成的图像退化为2D轮廓[1]。尽管深度摄像机极大地减小了这种困难,仍然存在相当可观的身体和服装shape变化。第二个限制是合成身体姿势图像需要以动作捕获(mocap)的数据作为输入。尽管存在模拟人类运动的技术(如[38]),却无法模拟人类的所有自主运动。
我们将身体组件的分割(从身体分割出各组件)当作逐像素分类问题(no pairwise terms or CRF have provednecessary)。对每个像素分别评估避免了不同身体关节间的组合搜索,尽管单个身体组件在不同情形下的外观仍千差万别。我们从运动捕捉数据库中采样出不同身材和体型人物的各种姿势(人体的深度图),然后生成逼真的合成深度图作为训练数据。我们训练出了一个深随机决策森林分类器,为避免过拟合,我们使用了数十万幅训练图像。区别式深度比较图像特征简单产生3D变换不变性的同时维持了计算的高效性。为获得更高的速度,可以使用GPU在每个像素上并行运行分类器[34]。推理出的逐像素分布的空间模式使用mean shift[10]计算,由此空间模式给出3D关节的预测。
目标跟踪技术综述
目标跟踪技术综述一、本文概述随着计算机视觉技术的快速发展,目标跟踪作为其中的一项核心技术,已经在诸多领域展现出其广泛的应用前景。
本文旨在全面综述目标跟踪技术的最新进展、主要方法、挑战以及未来发展趋势。
我们将从目标跟踪的基本概念出发,深入探讨各类目标跟踪算法的原理、性能评估及其在实际应用中的效果。
我们还将分析目标跟踪技术在不同场景下的挑战与解决方案,以及未来的发展方向。
通过本文的综述,我们希望能够为从事目标跟踪技术研究的学者和工程师提供一个全面、系统的参考,推动目标跟踪技术的进一步发展。
二、目标跟踪技术基础目标跟踪技术是计算机视觉领域的一个重要研究方向,它涉及到图像处理、机器学习、模式识别等多个领域的知识。
目标跟踪的主要任务是在连续的图像序列中,对特定的目标进行持续的定位和识别,以获取目标在场景中的运动轨迹和行为模式。
这一技术在实际应用中具有广泛的用途,如视频监控、人机交互、自动驾驶等。
特征提取:特征提取是目标跟踪的关键步骤之一。
通过对图像中的目标进行特征提取,可以获取目标的独特信息,如颜色、纹理、形状等。
这些特征信息可以用于后续的匹配和跟踪过程。
常见的特征提取方法包括基于颜色空间的特征提取、基于纹理的特征提取以及基于形状的特征提取等。
运动模型:运动模型用于描述目标在连续图像帧之间的运动规律。
通过建立合适的运动模型,可以预测目标在下一帧中的位置,从而提高跟踪的准确性和鲁棒性。
常见的运动模型包括基于匀速运动的模型、基于加速度运动的模型以及基于复杂动态模型的方法等。
匹配算法:匹配算法用于在连续的图像帧中找到目标的最优匹配位置。
匹配算法的性能直接影响到跟踪的准确性和稳定性。
常见的匹配算法包括基于最小距离准则的匹配算法、基于概率模型的匹配算法以及基于深度学习的匹配算法等。
滤波技术:滤波技术用于减少噪声和干扰对跟踪结果的影响。
在实际应用中,由于图像采集设备的质量、环境光照条件等因素,图像中往往存在大量的噪声和干扰。
HOG
Histograms of Oriented Gradients (HOG)理解和源码2010年6月1日丕子发表评论阅读评论2152 V iewsHOG descriptors 是应用在计算机视觉和图像处理领域,用于目标检测的特征描述器。
这项技术是用来计算局部图像梯度的方向信息的统计值。
这种方法跟边缘方向直方图(edge orientation histograms)、尺度不变特征变换(scale-invariant feature transform descriptors)以及形状上下文方法( shape contexts)有很多相似之处,但与它们的不同点是:HOG描述器是在一个网格密集的大小统一的细胞单元(dense grid of uniformly spaced cells)上计算,而且为了提高性能,还采用了重叠的局部对比度归一化(overlapping local contrast normalization)技术。
这篇文章的作者Navneet Dalal和Bill Triggs是法国国家计算机技术和控制研究所French National Institute for Research in Computer Science and Control (INRIA)的研究员。
他们在这篇文章中首次提出了HOG方法。
这篇文章被发表在2005年的CVPR上。
他们主要是将这种方法应用在静态图像中的行人检测上,但在后来,他们也将其应用在电影和视频中的行人检测,以及静态图像中的车辆和常见动物的检测。
HOG描述器最重要的思想是:在一副图像中,局部目标的表象和形状(appearance and shape)能够被梯度或边缘的方向密度分布很好地描述。
具体的实现方法是:首先将图像分成小的连通区域,我们把它叫细胞单元。
然后采集细胞单元中各像素点的梯度的或边缘的方向直方图。
最后把这些直方图组合起来就可以构成特征描述器。
multi-scale feature原理
multi-scale feature原理
多尺度特征(multi-scale feature)原理是一种用于图像处理和计算机视觉任务中的技术。
它指的是在不同的尺度上提取图像特征,以捕捉不同大小的结构和纹理信息。
多尺度特征原理的基本思想是通过改变图像的尺度来获取不同层次的信息。
在图像处理中,可以通过使用不同的滤波器或改变滤波器的大小来改变图像的尺度。
不同尺度上的特征可以提供有关图像的不同细节信息,从而更全面和准确地描述图像。
多尺度特征原理在计算机视觉任务中具有广泛的应用。
例如,在目标检测任务中,使用多尺度特征可以提高算法对不同大小的目标的检测能力。
在图像分类任务中,多尺度特征可以捕捉到不同尺度下的纹理和结构特征,提高分类的准确性。
多尺度特征原理的实现通常涉及到图像金字塔技术。
图像金字塔是指将原始图像按照不同的尺度进行不断缩放,形成一系列不同分辨率的图像。
通过对这些不同分辨率的图像进行特征提取,可以得到多尺度的特征表示。
总结起来,多尺度特征原理通过改变图像的尺度来提取不同层次的信息,从而更全面和准确地描述图像。
它在图像处理和计算机视觉任务中具有重要的应用价值。
基于特征融合的细粒度鸟类图像分类研究
基于特征融合的细粒度鸟类图像分类研究作者:李昊霖俞成海卢智龙陈涵颖来源:《计算机时代》2023年第12期摘要:特征金字塔(FPN)因能将低尺度的特征与更高尺度的特征融合、呈现每个层次丰富的语义信息,而被广泛应用于小尺度目标定位识别中,但其目前无法连接跨尺度特征信息,且分类准确率不高。
本文提出特征融合金字塔模块(FFPN),通过在ResNet50主干网络中引入FFPN模块,有效地提高了细粒度鸟类图像分类的性能。
模型在CUB-200-2011数据集上达到了83.379%的分类准确度,在Bird-400数据集中达到了91.201%的准确度,实现了较好的分类效果。
关键词:特征融合;多尺度特征;细粒度图像分类;鸟类图像识别中图分类号:TP391.41 文献标识码:A 文章编号:1006-8228(2023)12-130-05Research on fine-grained bird image classification based on feature fusionLi Haolin1, Yu Chenghai1, Lu Zhilong1, Chen HanYing2(1. School of Computer Science and Technology, Zhejiang Sci-Tech University,Hangzhou, Zhejiang 310018, China;2. North China Electric Power University)Abstract: Feature pyramid network (FPN) is widely used for small object detection and localization, owing to its ability to fuse features from different scales to provide rich semantic information for each feature level. However, the current FPN still cannot build connections between features across scales, and has suboptimal classification accuracy. To address this, the feature fusion pyramid network (FFPN) is proposed, which effectively improves the performance of fine-grained bird image classification by incorporating FFPN modules into the ResNet50 backbone. The model achieves 83.379% classification accuracy on CUB-200-2011 dataset and 91.201% on Bird-400 dataset, realizing good classification results.Key words: feature fusion; multi-scale features; fine-grained image classification; bird image recognition0 引言近年来,许多图像分类场景都面临着类内图像存在细粒度差异难以区分的问题,因此細粒度图像分类引起广泛学者的关注。
三维模型中的形状配准与匹配算法研究
三维模型中的形状配准与匹配算法研究三维形状配准与匹配算法是计算机视觉和计算机图形学领域的一个重要研究方向。
该算法主要用于将不同视角或不同时刻的三维模型进行对齐和匹配,从而实现形状的比较、重建和识别等应用。
形状配准算法的目标是找到一个变换,将一个三维形状对齐到另一个三维形状。
常见的形状配准算法包括特征点配准、特征线配准和特征面配准等。
特征点配准是最基本的一种形状配准算法。
该算法需要先从两个三维形状中提取一组特征点,然后通过求解坐标变换关系将这两组特征点对齐。
常用的特征点配准方法包括ICP(Iterative Closest Point)算法和SIFT(Scale-Invariant Feature Transform)算法等。
ICP算法通过迭代求解最小二乘问题,将两组特征点对齐。
SIFT算法则通过在图像中寻找尺度不变的特征点,并通过描述子进行匹配和对齐。
特征线配准是一种比较复杂的形状配准算法。
该算法需要先从两个三维形状中提取一组特征线,然后通过求解变换矩阵将这两组特征线对齐。
常用的特征线配准方法包括Hough变换、最小二乘拟合和RANSAC (Random Sample Consensus)算法等。
Hough变换通过对特征线的参数空间进行投票,从而找到两组特征线之间的对应关系。
最小二乘拟合则通过最小化残差函数,找到最佳的线性变换矩阵。
RANSAC算法则通过随机采样和模型验证的方式,找到最佳的变换矩阵。
特征面配准是一种更加复杂的形状配准算法。
该算法需要先从两个三维形状中提取一组特征面,然后通过求解变换矩阵将这两组特征面对齐。
常用的特征面配准方法包括基于点云的方法、基于特征的方法和基于曲面描述子的方法等。
基于点云的方法通过寻找两组特征面之间的最小点对之间的最佳对应关系,将特征面对齐。
基于特征的方法则通过提取特征面的局部几何特征,并通过匹配这些特征发现两组特征面之间的对应关系。
基于曲面描述子的方法则通过提取特征面的全局或局部几何特征,并通过描述子匹配找到最佳的变换矩阵。
MATLAB中的模式识别与计算机视觉技术解析
MATLAB中的模式识别与计算机视觉技术解析导语:在当今信息时代,计算机视觉技术的发展日新月异。
作为一种基于模式识别的技术,计算机视觉在各个领域都有重要应用。
而MATLAB作为一种功能强大的科学计算和数据分析软件,也为模式识别与计算机视觉技术的实现提供了许多实用的工具和库。
接下来,本文将深入解析MATLAB中的模式识别与计算机视觉技术。
一、MATLAB在模式识别中的应用在模式识别中,使用MATLAB可以方便地进行图像处理和特征提取。
MATLAB提供了丰富的图像处理工具箱,例如Image Processing Toolbox和Computer Vision Toolbox。
这些工具箱包含了各种用于图像处理和分析的函数,如增强图像对比度、去除噪声、边缘检测等。
通过这些函数的灵活组合,可以有效地对图像进行预处理,为后续的模式识别任务提供准确的数据。
除了图像处理外,MATLAB还提供了各种特征提取方法。
在模式识别中,特征是用于描述和区分不同类别对象的重要信息。
常见的特征提取方法包括颜色特征、纹理特征、形状特征等。
MATLAB将这些特征提取方法封装成了函数,如颜色特征提取函数colorhistogram(),纹理特征提取函数texture(),形状特征提取函数shapecontext()等。
在实际应用中,可以根据需要选择相应的特征提取方法,并使用MATLAB进行实现和调试。
二、MATLAB在计算机视觉中的应用计算机视觉是模式识别的一个重要分支领域,它以模拟人类视觉系统为目标,研究如何使计算机通过图像或视频等感知设备获取、处理和理解环境中的信息。
在计算机视觉中,MATLAB同样发挥了重要作用。
MATLAB提供了强大的计算机视觉工具箱,其中包含了各种用于目标检测、目标跟踪、立体视觉等任务的函数和算法。
如目标检测算法中的Haar特征检测、Hog特征检测,目标跟踪算法中的卡尔曼滤波器、粒子滤波器等。
通过这些算法的组合和调试,可以实现对图像和视频中的目标进行准确的检测和跟踪。
基于草图纹理和形状特征融合的草图识别
基于草图纹理和形状特征融合的草图识别
张兴园;黄雅平;邹琪;裴艳婷
【期刊名称】《自动化学报》
【年(卷),期】2022(48)9
【摘要】人类具有很强的草图识别能力.然而,由于草图具有稀疏性和缺少细节的特点,目前的深度学习模型在草图分类任务上仍然面临挑战.目前的工作只是将草图看作灰度图像而忽略了不同草图类别间的形状表示差异.提出一种端到端的手绘草图识别模型,简称双模型融合网络,它可以通过相互学习策略获取草图的纹理和形状信息.具体地,该模型由2个分支组成:一个分支能够从图像表示(即原始草图)中自动提取纹理特征,另一个分支能够从图形表示(即基于点的草图)中自动提取形状特征.此外,提出视觉注意一致性损失来度量2个分支之间视觉显著图的一致性,这样可以保证2个分支关注相同的判别性区域.最终将分类损失、类别一致性损失和视觉注意一致性损失结合完成双模型融合网络的优化.在两个具有挑战性的数据集TU-Berlin 数据集和Sketchy数据集上进行草图分类实验,评估结果说明了双模型融合网络显著优于基准方法并达到最佳性能.
【总页数】10页(P2223-2232)
【作者】张兴园;黄雅平;邹琪;裴艳婷
【作者单位】北京交通大学计算机与信息技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.基于纹理和草图的图像铅笔画绘制
2.融合深度学习和语义树的草图识别方法
3.草图在建筑创作中的运用与表达——基于大师草图案例的分析
4.采用空洞卷积的多尺度融合草图识别模型
5.基于手绘草图的自然纹理图像感知分析与检索
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融合颜色词袋特征的视觉词汇树图像检索
融合颜色词袋特征的视觉词汇树图像检索张南;韩晓军【期刊名称】《计算机工程与科学》【年(卷),期】2018(040)003【摘要】针对由图像灰度空间产生的传统词袋模型SIFT特征无法体现图像的颜色信息的问题,提出了一种融合颜色特征的视觉词汇树来对图像进行描述.提取SIFT特征并建立词汇树,获取图像的SIFT表示向量.利用K-means方法对图像库中的所有图像的HSV值进行聚类,获得基于HSV空间的颜色词袋表示向量,避免了传统颜色直方图方法所带来的量化误差.将SIFT特征与颜色词袋特征进行融合,完成了图像的全局特征和局部特征的融合.然后,计算融合特征的相似度,将相似度从高到低排序,完成图像检索.为了验证本方法的有效性,选择Corel图像库对算法性能进行实验分析,从主观评价和客观评价标准分别进行评价,并与传统方法进行了对比.结果表明,特征融合的检索性能与单一特征方法相比有较大提高.特征融合方法的平均检索查准率和查全率-查准率等评价指标,对比传统方法均有不同程度提高.%In the traditional bag of word model,the SIFT features are extracted from the gray space of image,which cannot reflect the color information of image.To solve this problem,we propose to use a visual vocabulary tree vector that fuses the color feature to represent image contents.SIFT features are extracted and the vocabulary tree is built to obtain the SIFT features of images.The K-means method is used to cluster the HSV values of all images in the image library so as to obtain the representation vector of the color word bag based on the HSV space,there by avoiding the quantization error broughtby the traditional color histogram method.The fusion of SIFT features and color word bag features completes the fusion of global and local features of the image.Finally,by calculating the similarities of the fusion features and sorting them from high to low,the image retrieval is completed.In order to validate the effectiveness of the proposed method,we choose Corel image database to analyze the performance of thealgorithm,evaluate it from subjective evaluation and objective evaluation criteria,and compare it with the traditional method.The results show that,compared with the single feature method,the proposal improves the retrieval performance of feature fusion.The average retrieval precision and the recall ratio of the feature fusion method are all improved to some extent.【总页数】7页(P487-493)【作者】张南;韩晓军【作者单位】天津工业大学电子与信息工程学院,天津300387;天津工业大学电子与信息工程学院,天津300387;天津光电检测技术与系统重点实验室,天津300387【正文语种】中文【中图分类】TP391.41【相关文献】1.融合颜色特征和纹理特征的图像检索算法 [J], 耿艳萍;高红斌;任智颖2.视觉词袋和Gabor纹理融合的遥感图像检索 [J], 葛芸;江顺亮;叶发茂;许庆勇;唐祎玲3.基于改进的颜色和形状特征融合的图像检索 [J], 胡明娣;孔波4.融合颜色和边缘特征的织物图像检索算法 [J], 崔红静; 景军锋; 张缓缓; 苏泽斌5.融合颜色特征和深度特征服装图像检索算法 [J], 侯媛媛;何儒汉;刘军平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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2. Related Work and Contributions
There exist several ways to combine multiple cues in an image classification task. When cues are combined at the pixel level, each single dimension of the descriptor (extracted from a local region) represents a mixture of the information coming from each cue. Such a combination requires the use of multiple cue descriptors, e.g. spatiocolorimetric descriptors such as the color-SIFT [1, 4, 5, 27]. These methods lead to spatio-colorimetric visual words whose each single dimension represents both color and shape information. Since an independent weighting for each cue is impossible, these models are recommended in applications where all the cues are necessary to discriminate
978-1-4673-1228-8/12/$31.00 ©2012 IEEE
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the classes. Moreover, because they mix multiple information, they usually require a large number of visual words to represent an object class [5, 27]. When the combination of the cues is applied at the local region level, different descriptors are extracted from each local region, each one representing only one cue. Then, they are concatenated into a local feature descriptor using a given weighting scheme. The resulting representation is then used to learn a single visual dictionary [9, 28]. Compared with the approaches that combine color and shape at the pixel level, these methods allow to weight each cue. But again, this level of combination leads to spatio-colorimetric visual words which may reduce the final classification accuracy by introducing confusing information when only one cue (or a subset of the cues in general) is relevant to learn a concept. For example, Khan et al. [25] propose to combine color and shape at the local region level by simulating the human visual attention. They characterize each image with histograms of shape visual words (one histogram per concept) in which the frequency of each visual word is weighted by its (color) probability to belong to the considered concept. Likewise, Elsayad et al. [10] and Chen et al. [7] propose to weight the contribution of each shape visual words in the histogram by using a probability derived from color information. The drawback of these approaches is that the resulting representation is a shape-based histogram, i.e. the primary visual cue is assumed to be the shape. The last combination strategy consists in merging all the cues at the global image level. In this case, multiple dictionaries are created, one for each cue, and the global description of the image informs us about the cues present in the image without binding them neither at the pixel level nor at the local region level. Nilsback et al. [23] apply this kind of approach to classify flowers. They use a multiple kernel learning (MKL)-based feature fusion [12] where each kernel deals with one specific cue. Note that such a description informs us about the shapes and colors present in the images but does not provide any information neither about the color of each shape nor about the shape of each colored region. In the computer vision community, the global image level fusion is usually known as late fusion. When it is applied without any weighting scheme, it is known as standard late fusion (SLF). Even though there are some differences between pixel level and local region level fusion methods, both of them are referred to as early fusion because the resulting visual words contain mixed information. All the previous approaches share a common feature: somehow, they combine all the cues without neither (i) taking into account their dependence nor (ii) selecting the most relevant visual words for the classification task at hand. To overcome these drawbacks, we propose in this paper a new method which combines multiple cue information (in our experiments color and shape) by implicitly weighting
1. Introduction
During the past few years, bag-of-words approaches have allowed significant advances in image classification [6]. Most of these methods use the well-known SIFT descriptor [20]. Therefore, they are mostly based on local shape information, although it has been shown that color information can also be an efficient cue in some image classification tasks [27, 31]. However, the way to efficiently combine multiple cues is still an open problem because the relevance of each individual cue (color, shape, texture, etc.) is highly dependent on the images to classify [12, 25]. For instance, to discriminate soccer players from two teams, color information is crucial. On the other hand, the shape is essential to separate bananas from yellow apples, while we usually need both cues to discriminate most of the flowers.