在许多临床应用中，内窥镜图像之间的特征匹配和查找对应关系是从临床序列中进行快速异常定位的许多临床应用中的关键步骤。尽管如此，由于内窥镜图像中存在较高的纹理可变性，稳健和准确的特征匹配的发展成为一项具有挑战性的任务。最近，通过卷积神经网络（CNN）提取的深度学习技术已在各种计算机视觉任务中获得了吸引力。但是，他们都遵循一个有监督的学习计划，其中需要大量注释的数据才能达到良好的性能，这通常不总是可用于医疗数据数据库。为了克服与标记的数据稀缺性有关的限制，自我监督的学习范式最近在许多应用程序中表现出了巨大的成功。本文提出了一种基于深度学习技术的内窥镜图像匹配的新型自我监督方法。与标准手工制作的本地功能描述符相比，我们的方法在精度和召回方面优于它们。此外，与选择基于精度和匹配分数的基于最先进的基于深度学习的监督方法相比，我们的自我监管的描述符提供了竞争性能。

尽管提取了通过手工制作和基于学习的描述符实现的本地特征的进步，但它们仍然受到不符合非刚性转换的不变性的限制。在本文中，我们提出了一种计算来自静止图像的特征的新方法，该特征对于非刚性变形稳健，以避免匹配可变形表面和物体的问题。我们的变形感知当地描述符，命名优惠，利用极性采样和空间变压器翘曲，以提供旋转，尺度和图像变形的不变性。我们通过将等距非刚性变形应用于模拟环境中的对象作为指导来提供高度辨别的本地特征来培训模型架构端到端。该实验表明，我们的方法优于静止图像中的实际和现实合成可变形对象的不同数据集中的最先进的手工制作，基于学习的图像和RGB-D描述符。描述符的源代码和培训模型在https://www.verlab.dcc.ufmg.br/descriptors/neUrips2021上公开可用。

We introduce a novel Deep Network architecture that implements the full feature point handling pipeline, that is, detection, orientation estimation, and feature description. While previous works have successfully tackled each one of these problems individually, we show how to learn to do all three in a unified manner while preserving end-to-end differentiability. We then demonstrate that our Deep pipeline outperforms state-of-the-art methods on a number of benchmark datasets, without the need of retraining.

点云注册是许多应用程序（例如本地化，映射，跟踪和重建）的基本任务。成功的注册依赖于提取鲁棒和歧视性的几何特征。现有的基于学习的方法需要高计算能力来同时处理大量原始点。尽管这些方法取得了令人信服的结果，但由于高计算成本，它们很难在现实情况下应用。在本文中，我们介绍了一个框架，该框架使用图形注意网络有效地从经济上提取密集的特征，以进行点云匹配和注册（DFGAT）。 DFGAT的检测器负责在大型原始数据集中找到高度可靠的关键点。 DFGAT的描述符将这些关键点与邻居相结合，以提取不变的密度特征，以准备匹配。图形注意力网络使用了丰富点云之间关系的注意机制。最后，我们将其视为最佳运输问题，并使用Sinkhorn算法找到正匹配和负面匹配。我们对KITTI数据集进行了彻底的测试，并评估了该方法的有效性。结果表明，与其他最先进的方法相比，使用有效紧凑的关键点选择和描述可以实现最佳性能匹配指标，并达到99.88％注册的最高成功率。

近年来，已经产生了大量的视觉内容，并从许多领域共享，例如社交媒体平台，医学成像和机器人。这种丰富的内容创建和共享引入了新的挑战，特别是在寻找类似内容内容的图像检索（CBIR）-A的数据库中，即长期建立的研究区域，其中需要改进的效率和准确性来实时检索。人工智能在CBIR中取得了进展，并大大促进了实例搜索过程。在本调查中，我们审查了最近基于深度学习算法和技术开发的实例检索工作，通过深网络架构类型，深度功能，功能嵌入方法以及网络微调策略组织了调查。我们的调查考虑了各种各样的最新方法，在那里，我们识别里程碑工作，揭示各种方法之间的联系，并呈现常用的基准，评估结果，共同挑战，并提出未来的未来方向。

兴趣点检测是计算机视觉和图像处理中最根本，最关键的问题之一。在本文中，我们对图像特征信息（IFI）提取技术进行了全面综述，以进行利益点检测。为了系统地介绍现有的兴趣点检测方法如何从输入图像中提取IFI，我们提出了IFI提取技术的分类学检测。根据该分类法，我们讨论了不同类型的IFI提取技术以进行兴趣点检测。此外，我们确定了与现有的IFI提取技术有关的主要未解决的问题，以及以前尚未讨论过的任何兴趣点检测方法。提供了现有的流行数据集和评估标准，并评估和讨论了18种最先进方法的性能。此外，还详细阐述了有关IFI提取技术的未来研究方向。

面部特征跟踪是成像跳芭式（BCG）的关键组成部分，其中需要精确定量面部关键点的位移，以获得良好的心率估计。皮肤特征跟踪能够在帕金森病中基于视频的电机降解量化。传统的计算机视觉算法包括刻度不变特征变换（SIFT），加速强大的功能（冲浪）和LUCAS-KANADE方法（LK）。这些长期代表了最先进的效率和准确性，但是当存在常见的变形时，如图所示，如图所示，如此。在过去的五年中，深度卷积神经网络对大多数计算机视觉任务的传统方法表现优于传统的传统方法。我们提出了一种用于特征跟踪的管道，其应用卷积堆积的AutoEncoder，以将图像中最相似的裁剪标识到包含感兴趣的特征的参考裁剪。 AutoEncoder学会将图像作物代表到特定于对象类别的深度特征编码。我们在面部图像上培训AutoEncoder，并验证其在手动标记的脸部和手视频中通常验证其跟踪皮肤功能的能力。独特的皮肤特征（痣）的跟踪误差是如此之小，因为我们不能排除他们基于$ \ chi ^ 2 $ -test的手动标签。对于0.6-4.2像素的平均误差，我们的方法在所有情况下都表现出了其他方法。更重要的是，我们的方法是唯一一个不分歧的方法。我们得出的结论是，我们的方法为特征跟踪，特征匹配和图像配准比传统算法创建更好的特征描述符。

我们提出了一种Saimaa环形密封（Pusa hispida saimensis）的方法。通过摄像机捕获和众包访问大型图像量，为动物监测和保护提供了新的可能性，并呼吁自动分析方法，特别是在重新识别图像中的单个动物时。所提出的方法通过PELAGE模式聚合（NORPPA）重新识别新型环形密封件，利用Saimaa环形密封件的永久和独特的毛线模式和基于内容的图像检索技术。首先，对查询图像进行了预处理，每个密封实例都进行了分段。接下来，使用基于U-NET编码器解码器的方法提取密封件的层模式。然后，将基于CNN的仿射不变特征嵌入并聚集到Fisher载体中。最后，使用Fisher载体之间的余弦距离用于从已知个体数据库中找到最佳匹配。我们在新的挑战性Saimaa环形密封件重新识别数据集上对该方法进行了各种修改的广泛实验。在与替代方法的比较中，提出的方法显示出在我们的数据集上产生最佳的重新识别精度。

胎儿镜检查激光​​光凝是一种广泛采用的方法，用于治疗双胞胎输血综合征（TTTS）。该过程涉及光凝病理吻合术以调节双胞胎之间的血液交换。由于观点有限，胎儿镜的可操作性差，可见性差和照明的可变性，因此该程序尤其具有挑战性。这些挑战可能导致手术时间增加和消融不完全。计算机辅助干预措施（CAI）可以通过识别场景中的关键结构并通过视频马赛克来扩展胎儿镜观景领域，从而为外科医生提供决策支持和背景意识。由于缺乏设计，开发和测试CAI算法的高质量数据，该领域的研究受到了阻碍。通过作为MICCAI2021内窥镜视觉挑战组织的胎儿镜胎盘胎盘分割和注册（FETREG2021）挑战，我们发布了第一个Largescale Multencentre TTTS数据集，用于开发广义和可靠的语义分割和视频摩擦质量algorithms。对于这一挑战，我们发布了一个2060张图像的数据集，该数据集是从18个体内TTTS胎儿镜检查程序和18个简短视频剪辑的船只，工具，胎儿和背景类别的像素通道。七个团队参与了这一挑战，他们的模型性能在一个看不见的测试数据集中评估了658个从6个胎儿镜程序和6个短剪辑的图像的图像。这项挑战为创建通用解决方案提供了用于胎儿镜面场景的理解和摩西式解决方案的机会。在本文中，我们介绍了FETREG2021挑战的发现，以及报告TTTS胎儿镜检查中CAI的详细文献综述。通过这一挑战，它的分析和多中心胎儿镜数据的发布，我们为该领域的未来研究提供了基准。

准确且强大的视觉对象跟踪是最具挑战性和最基本的计算机视觉问题之一。它需要在图像序列中估计目标的轨迹，仅给出其初始位置和分段，或者在边界框的形式中粗略近似。判别相关滤波器（DCF）和深度暹罗网络（SNS）被出现为主导跟踪范式，这导致了重大进展。在过去十年的视觉对象跟踪快速演变之后，该调查介绍了90多个DCFS和暹罗跟踪器的系统和彻底审查，基于九个跟踪基准。首先，我们介绍了DCF和暹罗跟踪核心配方的背景理论。然后，我们在这些跟踪范式中区分和全面地审查共享以及具体的开放研究挑战。此外，我们彻底分析了DCF和暹罗跟踪器对九个基准的性能，涵盖了视觉跟踪的不同实验方面：数据集，评估度量，性能和速度比较。通过提出根据我们的分析提出尊重开放挑战的建议和建议来完成调查。

特征形式的图像补丁的独特表示是许多计算机视觉和机器人任务的关键组成部分，例如图像匹配，图像检索和视觉定位。最先进的描述符，来自手工制作的描述符，例如SIFT到诸如HardNet之类的学习者，通常是高维的； 128个维度甚至更多。维度越高，使用此类描述符的方法的内存消耗和计算时间越大。在本文中，我们研究了多层感知器（MLP），以提取低维但高质量的描述符。我们在无监督，自我监督和监督的设置中彻底分析了我们的方法，并评估了四个代表性描述符的降维结果。我们考虑不同的应用程序，包括视觉定位，补丁验证，图像匹配和检索。实验表明，我们的轻量级MLP比PCA获得了更好的尺寸降低。我们的方法生成的较低维描述符在下游任务中的原始高维描述符，尤其是对于手工制作的任务。该代码将在https://github.com/prbonn/descriptor-dr上找到。

高质量注释的医学成像数据集的稀缺性是一个主要问题，它与医学成像分析领域的机器学习应用相撞并阻碍了其进步。自我监督学习是一种最近的培训范式，可以使学习强大的表示无需人类注释，这可以被视为有效的解决方案，以解决带注释的医学数据的稀缺性。本文回顾了自我监督学习方法的最新研究方向，用于图像数据，并将其专注于其在医学成像分析领域的应用。本文涵盖了从计算机视野领域的最新自我监督学习方法，因为它们适用于医学成像分析，并将其归类为预测性，生成性和对比性方法。此外，该文章涵盖了40个在医学成像分析中自学学习领域的最新研究论文，旨在阐明该领域的最新创新。最后，本文以该领域的未来研究指示结束。

This paper presents a self-supervised framework for training interest point detectors and descriptors suitable for a large number of multiple-view geometry problems in computer vision. As opposed to patch-based neural networks, our fully-convolutional model operates on full-sized images and jointly computes pixel-level interest point locations and associated descriptors in one forward pass. We introduce Homographic Adaptation, a multi-scale, multihomography approach for boosting interest point detection repeatability and performing cross-domain adaptation (e.g., synthetic-to-real). Our model, when trained on the MS-COCO generic image dataset using Homographic Adaptation, is able to repeatedly detect a much richer set of interest points than the initial pre-adapted deep model and any other traditional corner detector. The final system gives rise to state-of-the-art homography estimation results on HPatches when compared to LIFT, SIFT and ORB.

Automatically identifying feature correspondences between multimodal images is facing enormous challenges because of the significant differences both in radiation and geometry. To address these problems, we propose a novel feature matching method, named R2FD2, that is robust to radiation and rotation differences.Our R2FD2 is conducted in two critical contributions, consisting of a repeatable feature detector and a rotation-invariant feature descriptor. In the first stage, a repeatable feature detector called the Multi-channel Auto-correlation of the Log-Gabor is presented for feature detection, which combines the multi-channel auto-correlation strategy with the Log-Gabor wavelets to detect interest points with high repeatability and uniform distribution. In the second stage, a rotation-invariant feature descriptor is constructed, named the Rotation-invariant Maximum index map of the Log-Gabor, which consists of two components: fast assignment of dominant orientation and construction of feature representation. In the process of fast assignment of dominant orientation, a Rotation-invariant Maximum Index Map is built to address rotation deformations. Then, the proposed RMLG incorporates the rotation-invariant RMIM with the spatial configuration of DAISY to depict a more discriminative feature representation, which improves RMLGs resistance to radiation and rotation variances.

对于视网膜图像匹配（RIM），我们提出了SuperRetina，这是第一个具有可训练的键盘检测器和描述符的端到端方法。 SuperRetina以一种新颖的半监督方式接受了训练。一小部分（近100张）图像未完全标记，并用于监督网络以检测血管树上的关键点。为了攻击手动标记的不完整性，我们提出了进行性逐步扩展，以丰富每个训练时期的关键点标签。通过利用基于关键的改进的三重态损失作为描述损失，超级逆局以完全输入图像大小产生高度歧视性描述符。在多个现实世界数据集上进行了广泛的实验证明了超级丽菌的生存能力。即使手动标记被自动标记取代，因此使训练过程完全免费手动通道，超级retina也可以与多个强大的基线进行比较，以进行两个RIM任务，即图像注册和身份验证。 SuperRetina将是开源。

细粒度的图像分析（FGIA）是计算机视觉和模式识别中的长期和基本问题，并为一组多种现实世界应用提供了基础。 FGIA的任务是从属类别分析视觉物体，例如汽车或汽车型号的种类。细粒度分析中固有的小阶级和阶级阶级内变异使其成为一个具有挑战性的问题。利用深度学习的进步，近年来，我们在深入学习动力的FGIA中见证了显着进展。在本文中，我们对这些进展的系统进行了系统的调查，我们试图通过巩固两个基本的细粒度研究领域 - 细粒度的图像识别和细粒度的图像检索来重新定义和扩大FGIA领域。此外，我们还审查了FGIA的其他关键问题，例如公开可用的基准数据集和相关域的特定于应用程序。我们通过突出几个研究方向和开放问题，从社区中突出了几个研究方向和开放问题。

小天体的任务在很大程度上依赖于光学特征跟踪，以表征和相对导航。尽管深度学习导致了功能检测和描述方面的巨大进步，但由于大规模，带注释的数据集的可用性有限，因此培训和验证了空间应用程序的数据驱动模型具有挑战性。本文介绍了Astrovision，这是一个大规模数据集，由115,970个密集注释的，真实的图像组成，这些图像是过去和正在进行的任务中捕获的16个不同物体的真实图像。我们利用Astrovision开发一组标准化基准，并对手工和数据驱动的功能检测和描述方法进行详尽的评估。接下来，我们采用Astrovision对最先进的，深刻的功能检测和描述网络进行端到端培训，并在多个基准测试中表现出改善的性能。将公开使用完整的基准管道和数据集，以促进用于空间应用程序的计算机视觉算法的发展。

We introduce a lightweight network to improve descriptors of keypoints within the same image. The network takes the original descriptors and the geometric properties of keypoints as the input, and uses an MLP-based self-boosting stage and a Transformer-based cross-boosting stage to enhance the descriptors. The enhanced descriptors can be either real-valued or binary ones. We use the proposed network to boost both hand-crafted (ORB, SIFT) and the state-of-the-art learning-based descriptors (SuperPoint, ALIKE) and evaluate them on image matching, visual localization, and structure-from-motion tasks. The results show that our method significantly improves the performance of each task, particularly in challenging cases such as large illumination changes or repetitive patterns. Our method requires only 3.2ms on desktop GPU and 27ms on embedded GPU to process 2000 features, which is fast enough to be applied to a practical system.

在许多计算机视觉管道中，在图像之间建立一组稀疏的关键点相关性是一项基本任务。通常，这转化为一个计算昂贵的最近邻居搜索，必须将一个图像的每个键盘描述符与其他图像的所有描述符进行比较。为了降低匹配阶段的计算成本，我们提出了一个能够检测到每个图像处的互补关键集的深度提取网络。由于仅需要在不同图像上比较同一组中的描述符，因此匹配相计算复杂度随集合数量而降低。我们训练我们的网络以预测关键点并共同计算相应的描述符。特别是，为了学习互补的关键点集，我们引入了一种新颖的无监督损失，对不同集合之间的交叉点进行了惩罚。此外，我们提出了一种基于描述符的新型加权方案，旨在惩罚使用非歧视性描述符的关键点的检测。通过广泛的实验，我们表明，我们的功能提取网络仅在合成的扭曲图像和完全无监督的方式进行训练，以降低匹配的复杂性，在3D重建和重新定位任务上取得了竞争成果。

地理定位的概念是指确定地球上的某些“实体”的位置的过程，通常使用全球定位系统（GPS）坐标。感兴趣的实体可以是图像，图像序列，视频，卫星图像，甚至图像中可见的物体。由于GPS标记媒体的大规模数据集由于智能手机和互联网而迅速变得可用，而深入学习已经上升以提高机器学习模型的性能能力，因此由于其显着影响而出现了视觉和对象地理定位的领域广泛的应用，如增强现实，机器人，自驾驶车辆，道路维护和3D重建。本文提供了对涉及图像的地理定位的全面调查，其涉及从捕获图像（图像地理定位）或图像内的地理定位对象（对象地理定位）的地理定位的综合调查。我们将提供深入的研究，包括流行算法的摘要，对所提出的数据集的描述以及性能结果的分析来说明每个字段的当前状态。