[发明专利]一种基于余弦相似度的自适应模版匹配方法及装置

说明书

本申请公开了一种基于余弦相似度的自适应模版匹配方法，包括：根据计算待识别图像从匹配起始点处与匹配目标的模板图像进行匹配的相似度值并存储；根据相似度值的增减趋势以反向趋势更新平移距离；根据平移距离和预设平移方向更新匹配起始点；判断更新后的匹配起始点的坐标是否满足预设终止条件；若否，则继续计算待识别图像从匹配起始点处与匹配目标的模板图像进行匹配的相似度值并存储；若是，则确定所有相似度值中的极大值，进而确定待识别图像中的匹配目标。本申请根据余弦相似度来自适应调整平移距离，可同时提高匹配精度和速度。本申请还公开了一种基于余弦相似度的自适应模版匹配装置、设备及计算机可读存储介质，也具有上述有益效果。

技术领域

本申请涉及图像识别技术领域，特别涉及一种基于余弦相似度的自适应模版匹配方法、装置、设备及计算机可读存储设备。

背景技术

在图像识别技术领域，模板匹配是一种最基础、最原始的模式识别方法。它通过在待识别图像中选取与模板图像形状、大小一致的局部区域与模板图像进行匹配比较，再通过评判计算得到的相异度或者相似度，来确定待识别图像中的匹配目标。

在模板匹配的过程中，匹配速度和匹配精度是衡量该算法优良性的两个重要指标。然而，现有技术中的模板匹配方法要么匹配速度不高，要么匹配精度不高。这是因为，现有技术中并没有一种科学合理的控制策略来调节局部区域在待识别图像中的平移速度。这里所说的平移速度实际上是指每次平移的平移距离，平移距离过小，会降低匹配速度，平移距离过大，在一些靠近匹配目标的区域内，会造成对匹配目标的漏检。

由此可见，采用何种模板匹配方法，以便有效地同时提高匹配精度和匹配速度，是本领域技术人员所需要解决的重要技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于余弦相似度的自适应模版匹配方法、装置、设备及计算机可读存储介质，以便有效地同时提高匹配精度和匹配速度。

为解决上述技术问题，本申请提供一种基于余弦相似度的自适应模版匹配方法，包括：

根据预设的余弦相似度函数，计算待识别图像从匹配起始点处与匹配目标的模板图像进行匹配的相似度值并存储；所述余弦相似度函数为：

或者

其中，所述模板图像的像素大小为a×b；p(i,j)为所述模板图像在点坐标(i,j)处的灰度值；a、b、i和j均为正整数，且1≤i≤a，1≤j≤b；(x,y)为所述待识别图像的所述匹配起始点的坐标；q(x+i,y+j)为所述待识别图像在点坐标(x+i,y+j)处的灰度值；f(x,y)为与所述匹配起始点(x,y)对应的所述相似度值；

根据与所述匹配起始点对应的所述相似度值的增减趋势以反向趋势更新平移距离；

根据更新后的所述平移距离和预设平移方向对所述匹配起始点的坐标进行更新；

判断更新后的所述匹配起始点的坐标是否满足预设终止条件；

若否，则继续执行所述计算待识别图像从匹配起始点处与匹配目标的模板图像进行匹配的相似度值并存储的后续步骤；

若是，则确定所有所述相似度值中的极大值，并根据预设识别依据确定待识别图像中的所述匹配目标。

可选地，所述根据与所述匹配起始点对应的所述相似度值的增减趋势以反向趋势更新平移距离包括：

根据公式对所述平移距离进行更新；其中，h为更新后的所述平移距离，h′为更新前的所述平移距离，h和h′均为正整数；c1为增速调节参数，1<c1；c2为减速调节参数，0<c2<1；预设阈值；[]表示取整数部分。

可选地，所述预设阈值为：