通信学报 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (1): 15-23.doi: 10.11959/j.issn.1000-436x.2019021

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仿视网膜采样的二进制描述子

袁庆升1,靳国庆1,张冬明1,包秀国1   

  1. 1 国家计算机网络应急技术处理协调中心,北京 100029
    2 中国科学院计算技术研究所,北京 100190
    3 中国科学院大学网络空间安全学院,北京 100049
    4 中国科学院信息工程研究所,北京 100193
  • 修回日期:2018-12-01 出版日期:2019-01-01 发布日期:2019-02-03
  • 作者简介:袁庆升(1980- ),男,山东济南人,中国科学院信息工程研究所博士生,国家计算机网络应急技术处理协调中心副高级工程师,主要研究方向为多媒体大数据处理、网络与信息安全。|靳国庆(1988- ),男,山东单县人,博士,中国科学院计算技术研究所助理研究员,主要研究方向为多媒体内容检索、模式识别等。|张冬明(1977- ),男,江苏盐城人,博士,国家计算机网络应急技术处理协调中心研究员、硕士生导师,主要研究方向为多媒体内容检索、模式识别、视频编码等。|包秀国(1963- ),男,江苏如皋人,博士,国家计算机网络应急技术处理协调中心教授级高级工程师、博士生导师,主要研究方向为网络与信息安全。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(61672495);国家自然科学基金资助项目(61273247);国家重点研发专项基金资助项目(2016YFB0801203);国家重点研发专项基金资助项目(2016YFB0801200)

Retina-imitation sampling based binary descriptor

Qingsheng YUAN1,Guoqing JIN1,Dongming ZHANG1,Xiuguo BAO1   

  1. 1 National Computer Network Emergency Response Technical Team/Coordination Center of China,Beijing 100029,China
    2 Institute of Computing Technology,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100190,China
    3 School of Cyber Security,University of Chinese Academy of Sciences,Beijing 100049,China
    4 Institute of Information Engineering,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100193,China
  • Revised:2018-12-01 Online:2019-01-01 Published:2019-02-03
  • Supported by:
    The National Natural Science Foundation of China(61672495);The National Natural Science Foundation of China(61273247);The National Key Research and Development Program of China(2016YFB0801203);The National Key Research and Development Program of China(2016YFB0801200)

摘要:

现有二进制描述子生成采用随机点对或均匀采样方式,顽健性弱、计算复杂。针对这一问题,提出了一种模仿人眼视网膜特性的采样模式(RBS),首先通过设计采样密度、多尺度光滑、视野重叠等采样方法来模仿视网膜神经节细胞层(ganglion cell layer),也称为视神经层,将光信号转换为视信息的方式,再通过对典型数据学习来选择特征点对,最后使用区块均值代替单像素点计算点对比较值,生成顽健的紧致二进制描述子。在Mikolajczyk提出的数据集上进行了实验,实验结果表明,128 bit的RBS-128相对于512 bit的FREAK和BRISK正确率分别提升16.4%和5.3%。

关键词: 二进制描述子, 仿视网膜采样, 神经节细胞, 比较点对

Abstract:

The existing binary descriptors,generated from random or uniform point pairs sampling,suffer from low robustness and high computation.A novel sampling method,named RBS (retina-imitation based sampling),was proposed, which combines different densities sampling,multi-scale smoothing and reception field overlapping to imitate the converting from light signal to vision of ganglion cells of human retina cells,and further selects most discriminative comparison pairs based on learning on training data.Finally,compact binary descriptor was generated based on comparisons between the neighbor mean instead of singe sampled point.The experimental results show the RBS-128 with 128 bit outperforms FREAK and BRSIK with 512 bit about 16.4% and 5.3% in precision on the dataset provided by Mikolajczyk.

Key words: binary descriptor, retina-imitation based sampling, ganglion cell, comparison pairs

中图分类号: 

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