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基于多视角的三维物体检索

基于多视角的三维物体检索

作者：张念曾西安电子科技大学

学位级别：硕士

图像是人们接触信息世界的一种多媒体媒介,其中图像检索研究是重要的方向之一。在现实生活中,人们面对的是真实的立体三维物体,因此,对于三维物体的检索逐渐引起了关注,并在城市规划、工业自动化、人工智能等领域有着较强的应用需求。... 详细信息

图像是人们接触信息世界的一种多媒体媒介,其中图像检索研究是重要的方向之一。在现实生活中,人们面对的是真实的立体三维物体,因此,对于三维物体的检索逐渐引起了关注,并在城市规划、工业自动化、人工智能等领域有着较强的应用需求。不同于二维图像的检索,三维物体的外观取决于三维物体的形状、姿态和光照亮度等因素,本论文主要针对三维物体的检索展开相关研究,并构建了一套基于手机终端的三维物体检索系统。论文主要研究工作如下:(1)本文首先构建一套陕西博物馆三维珍品数据库,该数据库目标为珍宝馆内108个实际珍品,数据库中的图像共有10800张,并提出一种三维物体多视角生成算法,该算法通过对多个视角进行分类、模拟、训练,提取出一个物体多角度图片的局部特征描述向量,增加了特征,增强了训练样本特征的全面性。(2)在第二章构建的三维物体多视角图像数据库的基础上实现了基于多视角的三维物体检索算法。该算法提取SIFT特征点后,再利用TF-IDF方法生成数据库视觉词汇树索引文件,构造相应的特征文件及树文件。之后,对待检索图像同样提取SIFT特征点,利用已有的词汇树索引文件,构建查询索引完成检索。通过实验证明,本算法可对三维物体有较好的检索效果。(3)研究了一种基于对极几何约束的图像匹配点优化算法,进一步优化多视角下匹配性能。该方法利用对极几何约束性质,对初步获得的特征匹配进行筛选,去除匹配错误的野点,实现特征点对的最佳选取。通过提高特征点匹配精度,并稳定两幅图像匹配特征点的数量来完成图像匹配点优化。通过实验证明,该算法对多视角图像匹配点进行了效果良好的优化。(4)最后,本文搭建了一套基于手机终端的三维物体检索系统,并详细介绍了系统各组成部分的功能与原理。该系统可以对真实三维物体直接进行扫描检索,返回相关物体的名称、介绍等信息,提高了系统的实用性以及便利性,具有良好的用户体验感。

关键词：物体检索三维物体多视角对极几何

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面向智能仓储的大类物体识别与检索方法研究

面向智能仓储的大类物体识别与检索方法研究

作者：崔芳电子科技大学

学位级别：硕士

仓储管理是动车高铁装配、检修作业线上非常重要的环节,在存取物料过程中快速获取物料的编号、名称等信息可以大大减少仓库值守所需的人力与物力。大类物体识别与检索主要是根据相机拍摄到的图像得到零配件所属的种类、编号等信息。本... 详细信息

仓储管理是动车高铁装配、检修作业线上非常重要的环节,在存取物料过程中快速获取物料的编号、名称等信息可以大大减少仓库值守所需的人力与物力。大类物体识别与检索主要是根据相机拍摄到的图像得到零配件所属的种类、编号等信息。本文通过分析实际应用场景下的零配件特点,研究面向智能仓储的大类物体识别与检索方法,主要工作如下:针对动车检修实际工业场景中,零配件种类较多,类内差距大,同时存在同属于某一大类别但是细节上存在差异的细粒度类别划分情况。本文提出了基于多注意力融合的分级大类物体识别算法,该算法通过SE（Squeeze-and-Excitation）模块的注意力机制对不同层次的特征进行融合,建立多层级结构。首先将细粒度物体看作一个大类别,利用粗粒度识别网络进行大类别识别,减少细粒度物体对识别精度的影响,然后通过注意力机制,分别针对每一个需要细分类的大类别计算出对其分类贡献比较大的特征通道,并融合多个层级的特征作为细分类任务的基础,从而提高识别的准确度。本文通过实验证明了该算法在本文构建的零配件数据库上可以得到较好的识别结果,识别准确率为97.84%,相比单级网络提高6.68%。针对全局特征缺少几何不变性,局部特征缺少几何空间的限制的问题,本文提出采用局部特征与全局特征融合的方法对物体进行检索。本文提出一个基于启发式的分层大类物体检索方法,考虑先验知识的加入可以对数据库进行初步筛选,提高检索速度与检索准确性的问题。本文提出采用局部特征与全局特征融合的方法,克服了单纯全局特征缺少几何不变性而单纯局部特征缺少几何空间的限制的缺点,提高检索的准确度。通过在零配件数据库上的实验对比,返回Top10作为结果时,融合特征的mAP值为0.967,相比于局部特征与全局特征均有提高。而基于启发式的分层大类物体检索方法,充分利用了取料人员的先验知识,结合数据库本身的分布特性,加快了检索速度,提高了系统使用的用户体验。实验结果表明,多层检索在保证相当的检索准确度的情况下,检索速度较单层检索提高了54%。本论文研究依托于实验室重点横向项目,搭建了实际系统,包括图像采集模块、数据预处理模块、算法及系统的软件实现及结果分析等模块,验证上述理论算法的有效性。综上所述,本文结合实际的动车检修工业场景,面向智能仓储,提出了多注意力融合的分级大类物体识别算法和基于启发式的分层大类物体检索方法,并在实际系统上验证了两种方法的有效性。

关键词：智能仓储高铁配件物体识别物体检索启发式

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基于形状特征的物体匹配方法研究

华中科技大学学报（自然科学版） 2009年第3期37卷 58-61页

作者：彭绍武林倞刘乐元桑农华中科技大学图像识别与人工智能研究所湖北武汉430074 莲花山计算机视觉和信息科学研究院湖北鄂州436000

针对基于形状特征的物体匹配,对精尺度图像提出一种分层图匹配算法,采用两条马尔可夫链同时对图形进行分割与匹配采样.该方法无需额外的学习训练过程,实现了将物体对象与复杂背景分离,并同时完成了匹配参数及能量计算.对粗尺度图像提出... 详细信息

针对基于形状特征的物体匹配,对精尺度图像提出一种分层图匹配算法,采用两条马尔可夫链同时对图形进行分割与匹配采样.该方法无需额外的学习训练过程,实现了将物体对象与复杂背景分离,并同时完成了匹配参数及能量计算.对粗尺度图像提出基于方向梯度直方图算子的图像匹配算法,利用物体的整体形状信息进行全局匹配,能忽略局部纹理的干扰,并具有运算速度快的优点,且与分层图匹配算法在计算尺度图像及速度上形成互补.结果表明,分层图匹配算法在100次迭代内便能实现精确匹配.

关键词：图像处理图形匹配吉伯斯采样方向梯度直方图物体检索马尔可夫链蒙特卡罗框架

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基于时空短语的视频检索

基于时空短语的视频检索

作者：刘存娜中国海洋大学

学位级别：硕士

随着网络技术和多媒体技术的高速发展，视频资源日益丰富，应用也越来越普遍。视频资源由于包含了生动丰富的信息，吸引了越来越多的研究者和用户的重视。如何从海量的多媒体信息库中找到需要的多媒体信息已经成为一个重要的课题。传统... 详细信息

随着网络技术和多媒体技术的高速发展，视频资源日益丰富，应用也越来越普遍。视频资源由于包含了生动丰富的信息，吸引了越来越多的研究者和用户的重视。如何从海量的多媒体信息库中找到需要的多媒体信息已经成为一个重要的课题。传统的基于文字的方法已不能满足人们查找信息的要求。为了解决这些难题，20世纪90年代出现了基于内容的视频检索技术（CBVR,Content-based VideoRetrieval），就是由计算机对于视频内容自动分析，用户可以通过提交样例数据或者描述信息查找自己想要的视频数据。本文在基于内容视频检索研究成果的基础上，根据特征轨迹间的时空关系，提出了基于时空词（spatiotemporal-word）的构建方法与镜头内时空短语（spatiotemporal-phrase）的构建方法，并将视频镜头表示为基于时空短语的矢量，这样使得基于内容的视频检索简化为类似于基于文本的检索的方法，这样做有利于提高检索效率。实验证明，本文方法取得了较好的检索效果，为以后进一步研究打下了基础。本文首先对整个视频进行预处理。（1）为了不丢失镜头内图像信息，本系统使用所有帧参与特征提取，与传统的只考虑关键帧的方法相比，这增加了预处理阶段的时间开销，但不影响用户在线检索的时间。（2）用SIFT方法提取帧图像上的特征和进行特征描述。（3）计算帧间的特征匹配，根据相邻帧间特征匹配的程度分割视频为一系列镜头。（4）在每个镜头内跟踪特征，检测特征轨迹，获取特征轨迹的表示。（5）用K均值聚类法对特征轨迹进行聚类，生成具有时空属性的时空词。（6）对每个镜头，根据特征轨迹间的空间距离关系构建时空短语，把镜头表示为一个由出现在镜头内的时空短语的频数构成的矢量，即镜头矢量。查询阶段，由用户给出查询物体的示例图像，提取查询图像上的特征，将特征描述子量化成时空词，根据查询图像上特征间的空间位置关系构建时空短语，进而把查询图像表示为一个与镜头矢量相同长度的矢量，即查询矢量。计算查询矢量与每个镜头矢量的反余弦值，即查询矢量与每个镜头矢量的相似度，按相似度大小排序，得到目标镜头反馈给用户，并在每个镜头中定位该物体。检索结果与文献[1]的方法进行比较，说明本文的方法取得了较好的检索效果。在每个检索到的镜头中，对于检索到的特征轨迹在帧图像上进行目标物体定位时出现的定位不准确问题，本文给出了一个基于时空短语的特征轨迹分组方法用于目标定位优化。实验证明该方法以较少的时间开销取得了较满意的目标物体定位效果。

关键词：特征提取特征轨迹提取时空词时空短语物体检索