[發明專利]一種針對非剛性變化圖像的模板匹配方法

有效

• 申請號: 202011271907.3
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112257714B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 杜振龍;王姣姣
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06V10/26;G06V10/32;G06V10/74
• 代理公司: 北京思創大成知識產權代理有限公司 11614
• 代理人: 高爽

1.一種針對非剛性變化圖像的模板匹配方法，其特征在于，該方法包括以下步驟:

步驟1、選擇任一圖像作為參考圖像并在參考圖像中選擇感興趣對象作為模板；選擇另外一張非剛性變化圖像，所述非剛性變化圖像中含有前述感興趣對象且感興趣對象產生形變或運動；采用模板并基于滑動窗口方法對非剛性變化圖像進行分割，得到多個分割后的滑動窗口區域；

步驟2、計算模板和分割后的各滑動窗口區域之間的相似性參數BBS，選擇相似性參數BBS的期望為最大值的滑動窗口作為匹配結果，在非剛性變化的圖像中準確獲取感興趣的對象。

2.根據權利要求1所述的針對非剛性變化圖像的模板匹配方法，其特征在于，步驟1具體為：

步驟101：讀入參考圖像Iref，選擇感興趣的對象rect；

步驟102：將感興趣的對象rect作為模板T；

步驟103：讀入含感興趣對象rect產生非剛性變化的圖像I，非剛性變化圖像I為參考圖像Iref的同一場景；

步驟104：采用模板T對非剛性變化圖像I進行分割，并在模板T和非剛性變化圖像I分割后的多個滑動窗口區域中繪制點集P和Q。

3.根據權利要求2所述的針對非剛性變化圖像的模板匹配方法，其特征在于，步驟104中，采用模板T對非剛性變化圖像I進行分割，得到每個區域的大小和模板的大小相同。

4.根據權利要求2所述的針對非剛性變化圖像的模板匹配方法，其特征在于，在步驟104之前，調整非剛性變化圖像I的大小，使非剛性變化圖像I能夠被模板T的大小pz整除；pz表示模板尺寸，設置為3。

5.根據權利要求2所述的針對非剛性變化圖像的模板匹配方法，其特征在于，步驟104中，所述點集P中每個像素點包含像素的RGB值和位置值xy；所述非剛性變化圖像分割后的區域數量表示為k，k個區域的點集分別表示為：為Q1,Q2,Q3,…Qk。

6.根據權利要求1所述的針對非剛性變化圖像的模板匹配方法，其特征在于，步驟2中：針對模板和分割后的滑動窗口區域進行相似性度量，計算相似性參數BBS；具體包括：

步驟201、針對點集P和任一點集Q，計算點集P和點集Q中任意兩個點之間的距離d(p_i,q_j)：

其中，i表示點集P中像素點的編號，j表示點集Q中像素點的編號；A指像素點p_i、q_j的RGB值，L指像素點p_i、q_j在x軸和y軸上的坐標值，表示p_i、q_j兩個像素點的RGB值之間的二范數，表示p_i、q_j兩個像素點位置之間的二范數，λ表示參考系數；

步驟202、遍歷點集P，對每個像素點p_i分別獲取其在Q點集中距離最近的像素點q_j,將p_i和q_j作為一組BBP相似點對；按照下述公式，獲取Q點集中的像素點q_j在P點集中距離最近的像素點，當該像素點為p_i時，最近鄰匹配點對的系數bb為1，否則為0：

其中，NN(p_i,Q)表示對像素點p_i獲取其在Q點集中距離最近的像素點q_j，NN(q_j,P)＝p_i表示對像素點q_j獲取其在P點集中距離最近的像素點p_i；∧表示并且滿足；

步驟203、根據點集P和點集Q之間的最近鄰匹配點對的系數bb，計算兩個點集之間的相似性參數BBS：

其中，M代表點集P中像素點總數，N代表點集Q中像素點總數；

步驟204、采用下述公式計算點集P和點集Q之間的相似性參數BBS的期望E[BBS(P,Q)]：

其中，E[bb_i,j(P,Q)]代表最近鄰匹配點對的系數bb的期望；

步驟205、對于k個點集Q，分別按照步驟201至步驟204進行計算，獲取k個點集Q與點集P對應的相似性參數BBS的期望E[BBS(P,Q)]，在k個相似性參數BBS的期望E[BBS(P,Q)]中選取最大值對應的點集作為匹配結果，獲取該點集對應滑動窗口中的感興趣對象。