[發(fā)明專利]汽車儀表盤視覺檢測中基于尺度不變特征變換的圖像ROI定位方法及裝置

無效

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• 申請日: 2014-06-16
• 公開（公告）號: CN104091325A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發(fā)明（設計）人: 高會軍;李博倫;于金泳;李竹奇;楊學博;由嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于圖像圖像ROI定位領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

在汽車儀表盤的視覺檢測中，首要步驟即為對圖像的ROI(感興趣區(qū)域)進行選取。汽車儀表盤的待檢測項目很多，其不同區(qū)域都有不同的ROI，這些ROI需要能精確包含待檢測區(qū)域，并且不能互相存在重疊。在流水線工作中，相機的擺放位置往往會有不同程度的偏差，這些偏差很難利用一些機械設施完全消除。這些位置偏差會令圖像原本的ROI不能選取到正確的待檢測區(qū)域，這會對后續(xù)圖像處理工作造成不可預知的錯誤。?

基于圖像處理的軟件ROI定位可以很好的消除位置偏差對后續(xù)處理造成的不良影響。相比于人工精確放置儀表，軟件中的圖像ROI定位具有更好的穩(wěn)定性、更快的速度和更高的精度。基于圖像處理的軟件ROI定位具有更精簡的工作環(huán)境。相比于制造機械裝置對儀表盤進行固定以減小位置誤差，加入越多的機械裝置則會對整個檢測平臺造成更大的負擔，并且工人將儀表盤安裝在機械裝置上也會耗費更多的時間。?

在圖像ROI定位的眾多方法中，基于模板處理的圖像ROI定位方法應用最多，其思想為將模板圖像進行位移上、旋轉(zhuǎn)角度上等位姿的變換，利用距離匹配、矩匹配或其他匹配方式，對模板圖像特征和待檢測圖像特征進行處理，得出匹配度最高的情況，然后利用這種情況的位姿變換參數(shù)來計算ROI的變換結(jié)果。?

該方法受限于圖像特征的完整性，在汽車儀表盤的視覺檢測中，表盤的LED亮滅和指針指向等特征具有多變性，這些不確定性都會對圖像校正造成不同程度影響。基于標定板的相機標定技術(shù)也可以對圖像進行ROI定位，但考慮到檢測空間受限，沒有可以放置標定板的地方，所以一般把汽車儀表盤自身特征當做標定依據(jù)。?

基于模板處理的方法，對模板圖像的選取需要很嚴格，不僅需要盡可能的包含多種汽車儀表盤點亮情況，即點亮所有燈，讓相機盡量收進所有表盤內(nèi)容，還需要模板圖像和待檢測圖像的獲取環(huán)境一致。但是，當遇到表盤LED燈無法點亮或圖像缺失等問題，現(xiàn)有方法無法提供有效的處理手段。待檢測汽車儀表盤圖像相對于模板圖像多出的噪聲信息也會給現(xiàn)有算法帶來不穩(wěn)定，例如陰影、輝光、反射等由于工作環(huán)境不同而導致的噪聲干擾，這些噪聲會被當做表盤內(nèi)容進行匹配。儀表盤視覺檢測中，光線和清晰度對檢測的影響很高，基于模板處理的方法無法很好的處理過亮、過暗和模糊的情況，圖像的特征會受很大?程度的影響。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決目前基于模板的ROI定位方法對處理過亮、過暗和模糊的待檢測圖像時，待檢測圖像的特征會受很大程度的影響，以致于ROI定位效果差的問題，本發(fā)明提供一種汽車儀表盤視覺檢測中基于尺度不變特征變換的圖像ROI定位方法及裝置。?

本發(fā)明的汽車儀表盤視覺檢測中基于尺度不變特征變換的圖像ROI定位方法，?

它包括如下步驟：?

用于獲取汽車儀表盤模板圖像和待檢測圖像的檢測項區(qū)域的ROI和定位用ROI信息，并將所述信息存儲的步驟；?

用于根據(jù)模板圖像的定位用ROI，利用尺度不變特征變換方法提取模板圖像的特征點集和特征向量集，并保存的步驟；?

用于根據(jù)取待檢測圖像的定位用ROI，利用尺度不變特征變換方法提取待檢測圖像的特征點集和特征向量集，并保存的步驟；?

用于求模板圖像的特征向量集中的每一項與待檢測圖像的特征向量集的每一項的n維空間歐氏距離，并通過所述歐氏距離來提取初匹配點對集的步驟；?

所述初匹配點對集包括模板圖像初匹配特征點集和待檢測圖像初匹配特征點集，所述模板圖像初匹配特征點集和待檢測圖像初匹配特征點集一一對應；?

用于分別計算模板圖像初匹配特征點集和待檢測圖像初匹配特征點集的樣本均值，進而求出每個初匹配點到相應初匹配特征點集的馬氏距離，并根據(jù)所述馬氏距離得到最終匹配點對集的步驟；?

用于根據(jù)最終匹配點對集求取模板圖像到待檢測圖像的變換矩陣的步驟；?

用于通過變換矩陣求出模板圖像的每個檢測項區(qū)域的ROI的四個頂點坐標在待檢測圖像中的取值，并對得到的四個取值進行矩形重構(gòu)，獲得待檢測圖像新的ROI的四個頂點坐標，從而確定待檢測圖像的每個檢測項區(qū)域的最新ROI的步驟；?

用于對待檢測圖像的各個檢測項區(qū)域的最新ROI進行判斷是否有重合和超出邊界的情況，若滿足其中一種情況，則判斷ROI定位失敗，否則，判斷ROI定位成功的步驟。?

汽車儀表盤視覺檢測中基于尺度不變特征變換的圖像ROI定位裝置，它包括如下模塊：?