基于模板的图像相似匹配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于模板的图像相似匹配方法，其中方法包括：获取观察图像，并根据预设旋转参数计算得到对应的多个旋转角度，以及根据所述旋转角度对观察图像对应的模板图像进行旋转；以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配，以得到每个窗口对应的相似度，并将相似度最高的窗口所对应的旋转角度作为粗略偏转角度；根据所述粗略偏转角度进行迭代计算，以确定精准偏转角度，并计算精准偏转角度下窗口对应的位置坐标和该窗口下观察图像与模板图像的相似度；能够在图像发生旋转时，对图像进行有效地相似匹配，提高匹配准确率。提高匹配准确率。提高匹配准确率。

【技术实现步骤摘要】
基于模板的图像相似匹配方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种基于模板的图像相似匹配方法。

技术介绍

[0002]在日常的生活、生产过程中，经常会遇到需要根据指定图像寻找相似部位的情形。
[0003]相关技术中，在根据模板进行相似匹配时，如果观察图像发生旋转变化，则匹配置信度将急剧下降。也就是说，这种匹配方式仅在图像没有发生旋转或者旋转角度微弱的时候有效，当旋转角度较大时，将导致匹配结果不准确。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于模板的图像相似匹配方法，能够在图像发生旋转时，对图像进行有效地相似匹配，提高匹配准确率。
[0005]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种基于模板的图像相似匹配方法，包括以下步骤：获取观察图像，并根据预设旋转参数计算得到对应的多个旋转角度，以及根据所述旋转角度对观察图像对应的模板图像进行旋转；以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配，以得到每个窗口对应的相似度，并将相似度最高的窗口所对应的旋转角度作为粗略偏转角度；根据所述粗略偏转角度进行迭代计算，以确定精准偏转角度，并计算精准偏转角度下窗口对应的位置坐标和该窗口下观察图像与模板图像的相似度。
[0006]根据本专利技术实施例的基于模板的图像相似匹配方法，首先，获取观察图像，并根据预设旋转参数计算得到对应的多个旋转角度，以及根据所述旋转角度对观察图像对应的模板图像进行旋转；接着，以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配，以得到每个窗口对应的相似度，并将相似度最高的窗口所对应的旋转角度作为粗略偏转角度；然后，根据所述粗略偏转角度进行迭代计算，以确定精准偏转角度，并计算精准偏转角度下窗口对应的位置坐标和该窗口下观察图像与模板图像的相似度；能够实现在图像发生旋转时，对图像进行有效地相似匹配，提高匹配准确率。
[0007]另外，根据本专利技术上述实施例提出的基于模板的图像相似匹配方法还可以具有如下附加的技术特征：
[0008]可选地，在获取观察图像之后，还包括：获取掩膜信息，并根据所述掩膜信息对所述观察图像和所述模板图像的相应区域进行掩盖。
[0009]可选地，在以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配之前，还包括：获取缩放参数，并根据所述缩放参数对所述观察图像和所述模板图像进行缩放。
[0010]可选地，在根据所述粗略偏转角度进行迭代计算之前，还包括：对缩放的图像进行还原；图像的还原根据以下公式进行：
[0011]Point
coarse
(x,y)＝{(Point
′
.X+0.5)*zF,(Point
′
.Y+0.5)*zF}
[0012]其中，Point
coarse
(x,y)表示还原后的像素坐标信息，Point
′
.X表示还原前的像素坐标X轴值，Point
′
.Y表示还原前的像素坐标Y轴值，zF表示缩放参数。
[0013]可选地，根据以下公式进行相似度匹配：
[0014][0015]其中，R表示相似度，I
′
T
表示旋转、掩膜处理后的模板图像，I
′
O
‑
cur
表示掩膜处理后的观察图像当前窗口。
[0016]可选地，根据所述粗略偏转角度进行迭代计算，包括：S1，将所述粗略偏转角度作为当前迭代中心；S2，获取当前迭代次数和区间参数，并根据所述当前迭代次数、所述区间参数和所述当前迭代中心对应的坐标信息确定当前搜索区域；S3，根据所述旋转参数和所述当前迭代中心计算第一偏转边界角度和第二偏转边界角度；S4，分别计算以所述当前迭代中心为偏转角时窗口下观察图像与模板图像的相似度、以所述第一偏转边界角度为偏转角时窗口下观察图像与模板图像的相似度、以所述第二偏转边界角度为偏转角时窗口下观察图像与模板图像的相似度，并根据相似度最高值更新当前迭代中心；S5，根据当前迭代中心和当前迭代次数更新第一偏转边界角度和第二偏转边界角度，并返回步骤S2；S6，迭代执行步骤S2至S5，直至迭代次数达到预设次数阈值。
[0017]可选地，在获取观察图像之后，还包括：
[0018]根据所述观察图像进行线程参数的计算，以根据所述多核参数使用多线程模式进行图像相似匹配，其中，线程参数根据以下公式计算：
[0019]tC＝min(CPUCC
‑
1,cSC,bC)
[0020]其中，tC表示多线程模式开辟的线程个数，CPUCC表示计算机内核个数，cSC表示旋转参数，bC表示控制参数；
[0021][0022]其中，Ceiling()表示向上取整，w
O
表示观察图像的宽，h
O
观察图像的高，zF表示缩放参数，c表示常数；
[0023][0024][0025]其中，mSTC表示子线程最大匹配次数，tC表示线程执行数。
[0026]上述基于模板的图像相似匹配方法可以应用在机器视觉检测系统的图像处理过程中。
[0027]本专利技术提出了一种机器视觉检测系统，该系统应用了如上述的基于模板的图像相似匹配方法，其中，该系统包括：输入模块，所述输入模块由相机、光源和镜头组成，所述输入模块用于对待检测对象进行拍照，以得到所述待检测对象对应的图像数据，所述图像数据包括所述观察图像；配置模块，所述配置模块包括人机界面，以通过所述人机界面获取用
户输入信息，以及根据所述用户输入信息生成配置参数，所述配置参数包括预设旋转参数、模板图像和可选的掩膜信息；所述掩膜信息用于对观察图像和模板图像的相应区域进行掩盖；处理模块，所述处理模块对输入模块发送的图像数据、配置模块发送的配置参数和存储模块中存储的数据进行处理，所述处理的过程包括所述基于模板的图像相似匹配方法中的粗略计算和迭代计算；所述粗略计算包括根据预设旋转参数进行计算以得到多个旋转角度，根据所述旋转角度对观察图像对应的模板图像进行旋转，并以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配，以得到每个滑动窗口对应的相似度，以及将相似度最高的滑动窗口所对应的旋转角度作为粗略偏转角度；所述迭代计算包括根据粗略偏转角度进行迭代计算，以确定精准偏转角度，并计算精准偏转角度下滑动窗口对应的位置坐标和该滑动窗口下观察图像与模板图像的相似度；存储模块，所述存储模块用于存储配置模块的配置参数、处理模块检测过程数据和检测判别结果数据，包括预设旋转参数、模板图像和可选的掩膜信息，还包括处理模块由粗略计算和迭代计算得到的精准位置坐标和偏转角度；输出模块，所述输出模块按照特定形式和接口要求将处理模块的检测过程数据和检测判别结果数据传输至现场设备和存储设备，所述输出模块的输出内容包括所述粗略计算和所述迭代计算得到的精准位置坐标和偏转角度；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模板的图像相似匹配方法，其特征在于，包括以下步骤：获取观察图像，并根据预设旋转参数计算得到对应的多个旋转角度，以及根据所述旋转角度对观察图像对应的模板图像进行旋转；以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配，以得到每个窗口对应的相似度，并将相似度最高的窗口所对应的旋转角度作为粗略偏转角度；根据所述粗略偏转角度进行迭代计算，以确定精准偏转角度，并计算精准偏转角度下窗口对应的位置坐标和该窗口下观察图像与模板图像的相似度。2.如权利要求1所述的基于模板的图像相似匹配方法，其特征在于，在获取观察图像之后，还包括：获取掩膜信息，并根据所述掩膜信息对所述观察图像和所述模板图像的相应区域进行掩盖。3.如权利要求1所述的基于模板的图像相似匹配方法，其特征在于，在以滑动窗口的方式将每次旋转后的模板图像与观察图像进行相似度匹配之前，还包括：获取缩放参数，并根据所述缩放参数对所述观察图像和所述模板图像进行缩放。4.如权利要求3所述的基于模板的图像相似匹配方法，其特征在于，在根据所述粗略偏转角度进行迭代计算之前，还包括：对缩放的图像进行还原；图像的还原根据以下公式进行：Point
coarse
(x,y)＝{(Point
′
.X+0.5)*zF,(Point
′
.Y+0.5)*zF}其中，Point
coarse
(x,y)表示还原后的像素坐标信息，Point
′
.X表示还原前的像素坐标X轴值，Point
′
.Y表示还原前的像素坐标Y轴值，zF表示缩放参数。5.如权利要求2所述的基于模板的图像相似匹配方法，其特征在于，根据以下公式进行相似度匹配：其中，R表示相似度，I
′

【专利技术属性】
技术研发人员：王少晖，陈虢，许荣再，杨家荣，何荣顺，
申请(专利权)人：厦门华联电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：