[发明专利]一种快速物体匹配算法

摘要

本发明属于图像处理技术领域，涉及一种快速物体匹配算法，步骤如下：对模板图像采用2×2的均值滤波法来构建多层图像金字塔。选取金字塔的每层图像边缘轮廓点作为匹配特征点。使顶层金字塔中的模板图像在待匹配区域图片中遍历滑动，滑动到每一个位置；当模板图像与待匹配区域图片积分图像值之差大于阈值，停止对目标图片进行相似度量计算，模板图像跳到下一个位置，与下一个位置的目标图像进行匹配，提高速度。本发明算法特征采用了积分图像的加速策略，过滤掉大部分无目标位置的匹配，大大的加快了算法的匹配时间；利用图像金字塔策略，进行由粗到精的匹配，减小了算法的复杂度；匹配中使用了停止条件判断，缩短了算法的匹配时间。

主权项

1.一种快速物体匹配算法，其特征在于，步骤如下：第一步：模板创建；1.1对模板图像采用均值滤波法来构建多层图像金字塔；1.2选取金字塔的每层图像边缘轮廓点作为匹配特征点，采用Canny自适应阈值法获取二值图，使用OpenCV中FindContours算子获取轮廓点，求取轮廓点的梯度；1.3在获取轮廓点的梯度后对梯度方向向量使用归一化处理；1.4对模板的匹配特征点集进行离散排序，即引入离群点；1.5对模板的轮廓点集进行旋转；1.6对待搜索图像进行1.1～1.3步的操作，得到待匹配区域图片；第二步，粗匹配；2.1使顶层金字塔中的模板图像在待匹配区域图片中遍历滑动，滑动到每一个位置，计算出被模板图像覆盖的目标图片的积分图像值，再与模板图像的积分图像值进行比较，设定一个阈值；目标图片是模板图像在带匹配区域图像遍历过程中被模板图像覆盖的图像；2.2当模板图像与待匹配区域图片积分图像值之差大于阈值，停止对目标图片进行相似度量计算，模板图像跳到下一个位置，与下一个位置的目标图像进行匹配；当模板图像与待匹配区域图片积分图像值之差小于阈值，且相似度量计算的结果超过一定值，则记录模板图像的旋转角度和位置信息，并将此模板图像映射到下一层金字塔，进行更高精度的匹配；第三步，精匹配；3.1粗匹配得到目标在待匹配图像中像素级位置，然后在该位置附近上下左右偏移1～2个像素进行曲面拟合，得到特征点亚像素级精度坐标，并使该层金字塔中的模板图像在目标图像附近区域以亚像素精度的级别遍历滑动，得到更高精度的角度匹配和位置匹配；3.2其余底层的金字塔匹配按步骤3.1进行。