[发明专利]一种RGB矢量匹配快速识别系统及方法

摘要

本发明一种RGB矢量匹配快速识别系统，包括图像获取模块、存储模块、匹配模块和检测模块，其中图像获取模块用来获取待识别图像；存储模块，用来存储模板图像和获取的待识别图像；匹配模块，用来移动模板图像，在待识别图像中搜寻与模板图像相匹配的单元，利用四元数相关性来判定是否存在与模板物体具有相同形状、大小、颜色和亮度的物体；检测模块，根据匹配模块的计算结果来判断待识别图像与模板图像的匹配度，检测PCB是否存在焊点缺陷。本发明的系统及方法，其计算量小、不破坏各色彩之间的关联性且精度较高。

主权项

一种RGB矢量匹配快速识别系统，其特征在于，包括图像获取模块、存储模块、匹配模块和检测模块，其中图像获取模块，为单镜头彩色光源立体视觉系统，用来获取待识别图像；存储模块，用来存储模板图像和获取的待识别图像；匹配模块，用来移动模板图像，在待识别图像中搜寻与模板图像相匹配的单元，利用四元数相关性来判定是否存在与模板物体具有相同形状、大小、颜色和亮度的物体：首先用四元数矩阵模型描述待识别图像，即待识别图像中每一个位置的彩色值均可以用一个四元数矢量表示；然后用四元数f(ξ,η)表示模板图像，用四元数g(ξ,η)表示PCB的待识别图像，f(ξ,η)、g(ξ,η)大小分别为M×N,P×Q；最后计算待识别图像是否存在某个位置(ms,ns)，使得g(m,n)＝f(m‑ms,n‑ns)；所述计算待识别图像是否存在某个位置(ms,ns)，使得g(m,n)＝f(m‑ms,n‑ns)：具体为：(1)计算模板图像的能量函数Ef，其中和待识别图像的能量函数Eg(m,n)，其中(2)取C和D满足：C≥M+P-1D≥N+Q-1,]]>这里C和D均为2的指数次方，延拓模板图像f(ξ,η)和待识别的图像g(ξ,η)，得到fe(ξ,η)和ge(ξ,η)，确保它们在x方向有相同的周期C，在y方向有相同的周期D；(3)计算延拓后的两幅图像fe(ξ,η)和ge(ξ,η)的四元数相关性函数b(m,n)=Σξ=0M-1Ση=0N-1f(ξ,η)g(ξ-m,η-n)‾;]]>(4)将(3)中的卷积运算转换为频域中的傅里叶变换，并利用四元数相关性的傅里叶变换提高计算速度，这里均使用fe(ξ,η)和ge(ξ,η)进行运算；(5)由步骤(1)和(3)中的结果，计算归一化后的四元数相关性函数h(m,n)；(6)选择阈值P1，P2，d1，使其满足条件P1<1<P2，d1<1，并且要求P1，P2，d1均接近等于1；(7)计算|h(ms,ns)|并判断其值是否在区间[P1,P2]内，且满足ρ=|hr(ms,ns)||hr(ms,ns)|+|hi(ms,ns)|+|hj(ms,ns)|+|hk(ms,ns)|>d1;]]>检测模块，检测模块根据匹配模块的计算结果来判断待识别图像与模板图像的匹配度，若待识别图像存在某个位置(ms,ns)，使得g(m,n)＝f(m‑ms,n‑ns)，则说明待识别图像g(ξ,η)中在位置(ms,ns)处存在一个与模板图像相匹配的物体，彩色图像识别完成。