[发明专利]基于局部不变几何特征的广义霍夫变换图像匹配方法

权利要求书

1.一种图像匹配方法，用于实现对具有任意旋转角度的目标图像的匹配，其特征在于，该方法包括对模板图像进行预处理的步骤和利用该模板图像的处理结果对目标图像进行匹配的步骤，其中，

所述模板图像预处理步骤包括提取图像各边缘点并建立边缘点匹配特征关系，所述目标图像进行匹配时先提取目标图像的各边缘点，再利用上述建立的边缘点匹配特征关系对目标图像进行匹配，从而获得匹配位置点和相应的旋转角度，完成目标图像匹配。

2.根据权利要求1所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述图像匹配特征关系包括位置匹配关系和旋转角度匹配关系，其中，

所述位置匹配关系指：图像每一边缘点到边缘点中心的距离以及该边缘点的梯度方向与边缘点到边缘点中心连线的夹角，这两者与两边缘点的梯度方向夹角所形成的第一对应关系，其中两边缘点指该每一边缘点和其邻域边界上的任一边缘点；

所述旋转角度匹配关系指：每一边缘点的梯度方向与该边缘点到边缘点中心连线的夹角和边缘点的梯度角之间形成的第二对应关系。

3.根据权利要求2所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述第一对应关系通过一索引表表示，其中，所述两边缘点的梯度方向夹角散列后作为索引值，该梯度方向夹角所对应的第一个边缘点到边缘点中心的距离，以及该边缘点的梯度方向与边缘点到边缘点中心连线的夹角两者的组合作为索引内容，从而建立彼此对应的索引表。

4.根据权利要求3所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述两边缘点的梯度方向夹角通过如下散列函数进行散列：其中0<S_β≤1，β_i为两边缘点的梯度方向夹角，β为散列后的索引值，floor()表示对结果进行向下取整。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述第二对应关系通过一索引表表示，其中，每一边缘点的梯度方向与该边缘点到边缘点中心连线的夹角散列后作为索引值，对应的该边缘点的梯度角为索引内容，从而建立彼此对应的索引表。

6.根据权利要求5所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述边缘点的梯度方向与边缘点到边缘点中心点连线的夹角通过如下散列函数进行散列：其中为该边缘点的梯度方向与边缘点到边缘点中心连线的夹角，为散列后的索引值，floor()表示对结果进行向下取整。

7.根据权利要求2-6中任一项所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述目标图像的匹配中，根据目标图像边缘点与其邻域边界上的任一边缘点形成的两边缘点的梯度方向的夹角利用所述第一对应关系获得图像的匹配位置，根据目标图像的边缘点的梯度方向与边缘点到边缘点中心连线的夹角利用第二对应关系获得图像旋转角度。

8.根据权利要求7所述的一种图像匹配方法，其特征在于，所述目标图像每一边缘点利用所述第一对应关系获得至少一个可能的匹配位置即中心点，所有边缘点的多个可能匹配位置中出现最多次数的位置确定为目标图像的匹配位置；

所述目标图像每一边缘点利用所述第二对应关系获得至少一个可能的旋转角度，所有边缘点的多个可能的旋转角度中出现最多次数的旋转角度确定为目标图像的旋转角度。