[發(fā)明專利]模板匹配定位方法、裝置、圖像采集設備及存儲介質

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110852802.5
• 申請日: 2021-07-27
• 公開（公告）號: CN113658253A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設計）人: 郭羽鵬;薛靜;邢彥文;劉建;許漢荊;王云
• 申請（專利權）人: 廣東省大灣區(qū)集成電路與系統(tǒng)應用研究院
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/00;G06K9/62
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 谷波

本申請?zhí)岢鲆环N模板匹配定位方法、裝置、圖像采集設備及存儲介質，該方法包括：分別獲取目標圖像的外輪廓模板和內部圖案模板；使用第一閾值對待匹配圖像進行特征提取，得到待匹配圖像的初始特征，使用第二閾值對待匹配圖像的外輪廓以內的部分進行特征提取，得到內部圖案特征，第一閾值大于第二閾值；將初始特征與外輪廓模板進行匹配，得到外輪廓匹配定位結果；在外輪廓匹配定位結果的基礎上，將內部圖案特征與內部圖案模板進行匹配，得到待匹配圖像的模板匹配定位結果。本申請通過兩級模板匹配的定位方式，在目標圖像內部為弱對比度圖案的情況下，大幅減少待匹配圖像特征提取時生成的干擾特征，有效提升匹配定位的實時性和魯棒性。

技術領域

本申請屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種模板匹配定位方法、裝置、圖像采集設備及存儲介質。

背景技術

目前，在工業(yè)生產過程中，尤其是進行產品自動化分揀、對位貼合等工序時，通常會先對視覺目標產品進行匹配定位，以獲取產品位置，再引導機械結構運動至產品位置，執(zhí)行相應動作來完成相關任務。其中，對視覺目標產品進行匹配定位一般采用模板匹配方法來實現(xiàn)，模板匹配方法主要包含定位模板生成、待匹配圖像特征提取、匹配搜索定位等三部分內容。

當目標產品的圖像的外形為圓形、方形、橢圓等對稱形狀時，確定目標產品的位置及旋轉角度時還需要參考目標產品圖像的內部圖案特征來確定產品的具體位置與旋轉角度。通常情況下，對目標圖像進行邊緣特征提取時，都是按照一個整體進行模板生成，目標內部圖案成像對比度較為明顯時，使用較高閾值對目標圖像進行邊緣特征提取時，能夠獲取得到目標內部圖案的較為完整的邊緣特征，待匹配圖像特征提取時使用高閾值濾除待匹配圖像中的干擾特征，匹配定位時能夠準確得到目標位置信息。

但在產品內部圖案成像對比度較弱、產品背景圖像復雜的情況下，諸如紙盒、金屬制品、化妝產品、半導體元器件等工業(yè)產品，一般會含有如取模壓花、激光鐳射、印刷、腐蝕、鉆刻等工藝加工制成的圖案，由于產品加工工藝、產品材質等差異化因素，產品圖案在視覺成像中存在如亮暗不均、材質紋理干擾、對比度弱、圖像偏暗等情況，這些復雜情況不利于產品圖像的特征提取，如果使用低閾值對待匹配圖像進行邊緣特征提取，則容易提取到大量干擾特征，影響匹配定位實時性及定位準確性，進而影響產品視覺定位的精度及可靠性。

發(fā)明內容

本申請?zhí)岢鲆环N模板匹配定位方法、裝置、圖像采集設備及存儲介質，能夠通過兩級模板匹配的定位方式，在目標圖像內部為弱對比度圖案的情況下，大幅減少待匹配圖像特征提取時生成的干擾特征，有效提升匹配定位的實時性能以及魯棒性。

本申請第一方面實施例提出了一種模板匹配定位方法，所述方法包括：

分別獲取目標圖像的外輪廓模板和內部圖案模板；

使用第一閾值對待匹配圖像進行特征提取，得到所述待匹配圖像的初始特征，使用第二閾值對所述待匹配圖像的外輪廓以內的部分進行特征提取，得到內部圖案特征，所述第一閾值大于所述第二閾值；

將所述初始特征與所述外輪廓模板進行匹配，得到外輪廓匹配定位結果；

在所述外輪廓匹配定位結果的基礎上，將所述內部圖案特征與所述內部圖案模板進行匹配，得到所述待匹配圖像的模板匹配定位結果。

可選地，所述使用第一閾值對待匹配圖像進行特征提取，得到所述待匹配圖像的初始特征，包括：

基于所述待匹配圖像的水平方向梯度圖和豎直方向梯度圖，確定所述待匹配圖像的梯度幅值圖和梯度方向圖；

使用第一閾值對所述待匹配圖像的梯度幅值圖和梯度方向圖進行特征提取，并得到所述待匹配圖像的初始特征。

可選地，所述使用第一閾值對所述待匹配圖像進行特征提取之前，還包括：

對所述待匹配圖像進行降采樣，得到比所述待匹配圖像分辨率低的第一圖像，基于所述第一圖像得到所述待匹配圖像的低分辨率初始特征；