《圖像局部不變性特徵及模型研究》是依託華南理工大學，由許勇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：圖像局部不變性特徵及模型研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許勇
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
圖像局部不變性特徵是指在各種變換(包括仿射、投影和3D變換以及不同光照條件)下保持不變的圖像局部特徵，這是計算機視覺研究領域的一個熱點和難點，在圖像感知、目標識別和醫學圖像處理等方面有著廣泛的套用。本項目通過研究圖像像素點局部密度和多尺度的梯度分布，定義旋轉和鏡像不變的方向模板，套用log-polar 直方圖、重分形譜和矩方法等描述各個方向模板所對應的圖像子集，並利用framelet(標架)理論解決不同尺度的特徵匹配和比較問題，提出基於局部密度、多尺度和方向模板的圖像局部不變性特徵表示理論，並研究該圖像特徵在各種條件下的不變性，力爭在圖像特徵不變數研究方向取得理論突破。通過對圖像局部密度和梯度大小的歸一化處理和對梯度向量的統計預處理，同時考慮圖像的低通和高通framelet係數，增強圖像不變性特徵的魯棒性，使其更好地反映圖像在3D變換、亮度變化和多尺度分布等情形下的不變性特徵。
結題摘要
本項目按照項目申請書，按期完成了研究內容，在很多方面取得了國際一流的研究成果，達到並在某些方面超過了項目申請書的預期目標。圖像局部不變性特徵是指在各種變換（包括仿射、投影和 3D 變換以及不同光照條件）下保持不變的圖像局部特徵，這是計算機視覺研究領域的一個熱點和難點，在圖像感知、目標識別和醫學圖像處理等方面有著廣泛的套用。本項目通過研究圖像像素點局部密度和多尺度的梯度分布，定義旋轉和鏡像不變的方向模板，套用重分形譜理論和方法描述各個方向模板所對應的圖像子集，並利用 framelet（標架）理論解決不同尺度的特徵匹配和比較問題，提出基於局部密度、多尺度和方向模板的圖像局部不變性特徵表示理論，並研究了該圖像特徵在各種條件下的不變性，在圖像特徵不變數研究方向取得理論突破。通過對圖像局部密度和梯度大小的歸一化處理和對梯度向量的統計預處理，同時考慮圖像的低通和高通 framelet 係數，增強圖像不變性特徵的魯棒性，使其更好地反映圖像在 3D 變換、亮度變化和多尺度分布等情形下的不變性特徵。此外，項目組還成功將以上理論和方法推廣到3D情形，並有效描述了動態紋理視頻的不變性特徵。基於灰度、時間亮度梯度、法向流和Laplacian變換等從不同角度刻畫了紋理視頻的本質結構，並構建了時空重分形譜描述紋理視頻在空間和時間方向上的不變性特徵。創新地提出“像素力矩”概念，並有效描述了目標圖像的顯著區域，並基於此構建了描述目標圖像不變性特徵。在國際公開的各種圖像數據集上評估了本項目提出的研究成果的分類效果和性能，結果表明本項目的成果達到了國際領先水平。本項目組相關研究成果發表在Transactions on Image Processing 2013、Computer Vision and Image Understanding2012、CVPR2012及ICCV2011等國際權威期刊和國際一流學術會議上。基於本項目的研究工作，項目組還獲得了2項國家自然科學基金項目（1項面上項目和1項國際(地區)合作與交流項目）資助，項目組申報了6項中國發明專利（其中1項已授權，5項已受理）。項目組和國外知名院校和教授開展了廣泛和深入的科研合作。培養了多名研究生，其中1個博士生已畢業並在新加坡國立大學開展博士後研究，另外2名博士生在國外聯合培養。
