基于A(yíng)KAZE的BOLD掩碼描述符的匹配算法的研究

基于A(yíng)KAZE的BOLD掩碼描述符的匹配算法的研究基于A(yíng)KAZE的BOLD掩碼描述符的匹配算法的研究摘要：隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)的快速發(fā)展，圖像匹配算法在圖像識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、三維重構(gòu)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本論文研究了基于A(yíng)KAZE和BOLD掩碼描述符的圖像匹配算法。首先介紹了AKAZE特征提取算法和BOLD掩碼描述符算法的原理及其在圖像匹配中的應(yīng)用。然后，提出了一種基于A(yíng)KAZE和BOLD掩碼描述符的匹配算法，該算法利用AKAZE算法提取關(guān)鍵點(diǎn)，并結(jié)合BOLD掩碼描述符進(jìn)行匹配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在圖像匹配的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面比傳統(tǒng)方法有明顯優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：AKAZE，BOLD掩碼描述符，圖像匹配，特征提取，關(guān)鍵點(diǎn)一、引言：圖像匹配是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容，它在目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤、三維重構(gòu)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。圖像匹配的關(guān)鍵是如何找到圖像中的相似特征點(diǎn)，并進(jìn)行準(zhǔn)確的匹配。目前，常用的圖像匹配算法有SIFT、SURF等。然而，這些算法在計(jì)算效率和魯棒性方面存在一定的不足?；诖?，本論文研究了基于A(yíng)KAZE和BOLD掩碼描述符的圖像匹配算法，旨在提高圖像匹配的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。二、AKAZE特征提取算法：AKAZE（Accelerated-KAZE）是一種高效的特征提取算法，它是對(duì)KAZE算法的改進(jìn)。AKAZE算法具有尺度不變性和旋轉(zhuǎn)不變性，能夠提取出圖像的穩(wěn)定關(guān)鍵點(diǎn)。首先，AKAZE算法利用Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法檢測(cè)圖像中的角點(diǎn)，然后通過(guò)擴(kuò)展Harris角點(diǎn)檢測(cè)算法在多個(gè)尺度進(jìn)行檢測(cè)。接著，AKAZE算法利用無(wú)標(biāo)度空間構(gòu)造圖像金字塔，并通過(guò)高斯差分金字塔檢測(cè)梯度方向。最后，通過(guò)非最大值抑制來(lái)選擇穩(wěn)定的關(guān)鍵點(diǎn)。AKAZE算法相較于傳統(tǒng)的特征提取算法具有更好的尺度不變性和旋轉(zhuǎn)不變性，因此被廣泛應(yīng)用于圖像匹配中。三、BOLD掩碼描述符算法：BOLD掩碼描述符是一種新型的描述子算法，它通過(guò)計(jì)算圖像中每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的二階微分來(lái)構(gòu)造描述子向量。具體而言，BOLD掩碼描述符首先通過(guò)擴(kuò)展提取的關(guān)鍵點(diǎn)計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)的邊緣響應(yīng)值，然后通過(guò)高斯濾波和非最大值抑制來(lái)選擇最佳的響應(yīng)點(diǎn)。接下來(lái)，BOLD掩碼描述符使用多種方向的圓形區(qū)域?qū)﹃P(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行采樣，并計(jì)算采樣區(qū)域中的方向信息及梯度信息。最后，BOLD掩碼描述符根據(jù)梯度信息和方向信息構(gòu)造描述子向量。BOLD掩碼描述符具有較高的旋轉(zhuǎn)不變性和靈活的特征表示能力，因此在圖像匹配中具有較好的性能。四、基于A(yíng)KAZE和BOLD掩碼描述符的匹配算法：本論文提出了一種基于A(yíng)KAZE和BOLD掩碼描述符的匹配算法。該算法首先利用AKAZE算法提取圖像中的關(guān)鍵點(diǎn)，然后利用BOLD掩碼描述符對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行描述。具體而言，對(duì)于每個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，利用BOLD掩碼描述符算法計(jì)算其描述子向量。接下來(lái)，對(duì)于待匹配的兩幅圖像，首先利用AKAZE算法提取兩幅圖像的關(guān)鍵點(diǎn)，并利用BOLD掩碼描述符算法計(jì)算其描述子向量。然后，利用歐式距離計(jì)算待匹配關(guān)鍵點(diǎn)的相似度，并選取相似度最高的關(guān)鍵點(diǎn)作為匹配點(diǎn)。最后，通過(guò)篩選和剔除錯(cuò)誤匹配點(diǎn)來(lái)提高匹配的準(zhǔn)確性。五、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：通過(guò)對(duì)多組圖像進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了本算法和傳統(tǒng)方法在圖像匹配準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面的差異。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本算法能夠提取出穩(wěn)定的關(guān)鍵點(diǎn)，并具有較高的旋轉(zhuǎn)不變性和靈活的特征表示能力。在圖像匹配的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)的SIFT、SURF算法。同時(shí)，本算法具有較高的計(jì)算效率，方便在實(shí)際應(yīng)用中的快速匹配。六、總結(jié)與展望：本論文研究了基于A(yíng)KAZE和BOLD掩碼描述符的匹配算法，該算法利用AKAZE算法提取關(guān)鍵點(diǎn)，并結(jié)合BOLD掩碼描述符進(jìn)行匹配。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該算法在圖像匹配的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性方面比傳統(tǒng)方法有明顯優(yōu)勢(shì)