[发明专利]一种图像匹配方法及图像匹配装置

权利要求书

1.一种图像匹配方法，包括以下步骤：

利用图像采集单元截取基准图像，所述基准图像为一帧能见度视频图像；

利用图像存储单元载入模板图像，所述模板图像为黑体模板图像；

对基准图像和模板图像进行二值化处理；

确定基准图像上候选匹配点的位置和数目，其中，根据黑体模板图像在视频窗口中的位置确定候选匹配点的位置和数目；

将模板图像移至基准图像上某一候选匹配点；

以模板图像的几何中心在基准图像中对应的像素点为圆心，以设定的像素数为半径设定圆形的搜索范围，其中，根据黑体模板图像的几何形状定位搜索圆心；

通过基于卷积的互相关方法找到匹配位置，即通过基于卷积的互相关方法找到最黑位置；

判断是否找到最黑位置；

若未找到，将模板图像移至基准图像上另一个候选匹配点，不改变黑体定位点的位置；

若找到，输出匹配位置的坐标信息，将黑体定位点移动到最黑位置。

2.根据权利要求1所述的图像匹配方法，其中，所述基于卷积的互相关方法包括：

模板图像各像素点灰度值求和Ф；

设定M值；

进行粗匹配，所述粗匹配为判断模板图像覆盖基准图像各像素点灰度值之和Ψ是否大于设定值M并且不大于模板图像各像素点灰度值之和Ф；

若不匹配，移动模板图像，重复上述步骤；

若匹配，对模板图像各像素点灰度值和相对应的基准子图各像素点的灰度值进行逻辑与运算，其中，所述基准子图是模板图像覆盖下对应基准图像的区域和位置；

将与运算的结果卷积求和；

将求和的结果进行归一化处理,从而得到在基准图像上以点(u,v)为圆心的搜索范围内模板图像和基准子图的归一化互相关度量ρ(u,v)：

$\mathrm{\ρ}(u,v)=\frac{1}{N}\[\underset{i=1}{\overset{M_s}{\Σ}}\underset{j=1}{\overset{N_s}{\Σ}}{G}_r(i+u,j+v)\·G_s(i,j)\]$

其中，i为模板图像中某像素点在模板图像中的横坐标，j为模板图像中的此像素点在模板图像中纵坐标,G_s(i,j)为模板图像上坐标为(i,j)像素点的灰度值；u为基准图像上某一候选匹配点的横坐标，v为基准图像上此候选匹配点的纵坐标，i+u为与模板图像中坐标(i,j)像素点对应的基准图像上此点的横坐标，j+v为与模板图像中坐标(i,j)像素点对应的基准图像上此点的纵坐标，G_r(i+u,j+v)为基准图像上坐标为(i+u,j+v)像素点的灰度值；M_s、N_s分别为模板图像像素的行数和列数，·为逻辑与运算符号。

3.根据权利要求2所述的图像匹配方法，其中，设定值M根据精度需要设定，M值小于模板图像各像素点灰度值之和Ф。

4.一种图像匹配装置，其特征在于包括：

图像采集单元，其用于截取基准图像，所述基准图像为一帧能见度视频图像；

图像存储单元，其用于载入模板图像，所述模板图像为黑体模板图像；

图像处理单元，其用于对图像的二值化和逻辑运算与控制，其中，所述图像包括基准图像和模板图像，将基准图像和模板图像进行二值化处理后确定候选匹配点的位置和数目，将模板图像移动到基准图像的某一候选匹配点，以设定的像素数为半径进行圆形搜索和逻辑运算找到匹配位置，此匹配点所有设定圆形搜索范围搜索完毕后，若找到匹配位置则将匹配位置的坐标信息传输给数据输出单元；若未找到匹配位置，将此信息传输给图像存储单元和图像采集单元，将模板移动至基准图像的另一候选匹配点，其中，根据黑体模板图像在视频窗口中的位置确定候选匹配点的位置和数目，根据黑体模板图像的几何形状定位搜索圆心，通过基于卷积的互相关方法找到最黑位置，将黑体定位点移动到最黑位置；

数据输出单元，其用于输出匹配位置的相关信息。