[發明專利]一種基于二進制特征匹配的遮擋工件識別方法及裝置

在審

• 申請號: 201410543452.4
• 申請日: 2014-10-14
• 公開（公告）號: CN104268602A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 陳喆;殷福亮;李騰
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G06K9/66
• 分類號: G06K9/66;G06K9/46;G06T7/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.一種基于二進制特征匹配的遮擋工件識別方法，它包括以下步驟：

1)采用攝像頭拍攝工件模板圖像和待識別工件圖像；

2)將工件模板圖像進行預處理，并采用BRISK算法提取工件模板圖像上的特征點，并將其轉換成二進制特征描述子；

3)采用步驟2)相同的方法提取待識別工件圖像上的特征點，并將其轉換成二進制特征描述子；

4)采用近似最近鄰方法尋找待識別工件圖像與工件模板圖像相匹配的特征點，得到所有相匹配的初始匹配點集合；

5)采用RANSAC算法剔除得到所有相匹配的初始匹配點集合中的錯誤匹配點對，得到正確匹配點對，進而完成工件識別。

2.如權利要求1所述的一種基于二進制特征匹配的遮擋工件識別方法，其特征在于：所述步驟2)中包括以下步驟：

①將工件模板圖像進行預處理，得到濾波后的平滑圖像；

②采用BRISK算法提取濾波后的平滑工件模板圖像上的特征點，其包括以下步驟：

Ⅰ、構建尺度空間金字塔；

Ⅱ、在尺度空間金字塔的每一層，采用FAST算法獲取濾波后的平滑圖像的潛在特征點；

Ⅲ、對每一潛在特征點在尺度空間中進行非極大值抑制，并剔除一些非極大值的特征點，得到初步的特征點；

Ⅳ、對每個初步的特征點進行亞像素和尺度校正，得到精確的特征點位置和尺度；

③通過比較FREAK方法獲取最優采樣點對的灰度值大小來構造描述子，將工件模板圖像上的特征點轉化為二進制特征描述子，其包括以下步驟：

Ⅰ、采用FREAK方法獲取最優采樣點對的位置；

Ⅱ、利用灰度質心法確定每個特征點的主方向；

Ⅲ、將最優采樣點對的位置和特征點的主方向構建二進制特征描述子。

3.如權利要求1所述的一種基于二進制特征匹配的遮擋工件識別方法，其特征在于：所述步驟4)中包括以下步驟：

設工件模板圖像為P＝{p₁,p₂,…,p_m}，其特征描述子集合為VP＝{vp₁,vp₂,…,vp_m}；待識別工件圖像中的特征點集合為Q＝{q₁,q₂,…,q_n}，其特征描述子集合為VQ＝{vq₁,vq₂,…,vq_n}，每個描述子用二進制特征向量表示，長度為512個比特；

搜索表示模糊信息的512個比特中的前N個比特的描述特征，剩余512-N個比特，其中N≤128；如果匹配距離小于所設閾值，則進行后面特征的匹配，其具體步驟如下：

①對于工件模板圖像中的特征描述子vp_i，計算vp_i前N個比特和待識別工件圖像中的特征描述子vq_j前N個比特的漢明距離HD_j：

HDj=Hamm(vpi,vqj)=Σk=1128(vpik⊕vqjk),j=1,2,...n]]>

其中，表示異或操作；

②如果HD_j大于等于設定閾值T₁，取30～50，則判定vp_i和vq_j為不匹配的特征向量；

③如果HD_j小于設定閾值T₁，則計算vp_i剩余512-N個比特與vq_j剩余512-N個比特的漢明距離，加上前N個比特的漢明距離，得到vp_i和vq_j整個512個比特的漢明距離HD'_j；

④尋找最小漢明距離HD'_min和次最小漢明距離HD′_sec，當時，則判定vp_i和vq_min為匹配的特征向量，對應的特征點p_i和q_min為一對匹配的特征點；

⑤重復步驟①～④，遍歷工件模板圖像中的特征描述子集合VP中的所有元素，得到所有相匹配的初始匹配點集合。