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    重庆时时彩买龙虎开和: 一种模板相关匹配方法.pdf

    关 键 词:
    一种 模板 相关 匹配 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201210491442.1

    申请日:

    2012.11.27

    公开号:

    CN103838795A

    公开日:

    2014.06.04

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06F 17/30申请公布日:20140604|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/30申请日:20121127|||公开
    IPC分类号: G06F17/30 主分类号: G06F17/30
    申请人: 大连灵动科技发展有限公司
    发明人: 侯辛酉; 刘奇
    地址: 116023 辽宁省大连市高新区火炬路1号506室
    优先权:
    专利代理机构: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 曲永祚
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201210491442.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.12.12|||2014.09.24|||2014.06.04

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种模板相关匹配方法,包括以下步骤:模板相关匹配算法基本原理、模板匹配的搜索方法和目标模板的选择及更新。由于在日常生活中,目标都是运动的,这就决定了人们再采用图像匹配的方式对目标的精度有一定的偏差,这就促使本研究的主要目的是在保证匹配精度的前提下,尽可能提高匹配算法的速度,增强算法对实际应用的适应性。因此,在研究模板匹配的检测问题,有着很大的现实意义和应用价值。随着科学技术的不断发展与完善,其服务也应该突破原有的范围,延伸向其他领域。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种模板相关匹配方法,其特征在于:包括以下步骤:
    A、模板相关匹配算法基本原理;
    B、模板匹配的搜索方法,为二维对数搜索法;
    C、目标模板的选择及更新
    C1、目标模板的选择;
    C2、模板的更新。

    2.  根据权利要求1所述的一种模板相关匹配算法,其特征还在于:所述模板匹配的搜索方法为三步搜索法和菱形搜索法。

    说明书

    说明书一种模板相关匹配方法
    技术领域
    本发明涉及一种关于模板相关匹配方法,特别利用菱形搜索法经行模板匹配的搜索。
    背景技术
    图像匹配问题是计算机视觉、图像处理领域的基本问题,图像模板匹配在图像处理的研究中是一个很重要的研究方向。在机器识别的过程中,有两种对应的问题模型:一是两幅(或多幅)来自不同传感器、不同视角或不同时间的图像需找出对应关系,经过匹配步骤可得出两幅图像的差别所在,为下一步处理作基??;二是根据已知的图像模式在另一幅图像中搜索类似模板的目标。图像匹配就是讲模板与持检测的图像进行比较匹配,并给出一个描述匹配程度的计算结果。如果算法的运算结果显示图像中的一部分与模板相同或是相似性大于设定的阙值,则认为匹配成功。
    模板匹配是一种有效的模式识别技术,它能利用图像信息和有关识别模式的先验知识,更加直接地反映图像之间的相似度。在传统模板匹配算法中搜索子图窗口移动的步长为1,也就是说传统的模板匹配算法是依次逐步进行遍历的,并且每步都需要计算整幅搜索子图与模板的相关系数,这种策略虽然使用方便,能保证较高的准确率,但计算量非常大,由于最终有效的匹配只有一次而已,也就是说匹配过程中的绝大部分计算都是无谓的运算,这就导致了运行效率低,难以实时响应系统的要求。
    针对传统的模板匹配算法通常效率较低、计算速度较慢的问题,提出了一种快色的模板匹配方法。该算法一开始取较少的点参与模板匹配,逐步增加参与匹配的点的数目。通过相关系数的比较来决定下一步增加匹配点继续匹配,或者放弃在该位置的匹配,移动模板到新的位置进行新的匹配。
    模板相关匹配技术是数字图像处理领域的一项重要研究,已在计算机视觉、虚拟现实场景、航空航天遥感测量、医药影像分析、光学和雷达跟踪、景物制导等领域有着重要的应用价值。
    发明内容
    为解决现有技术存在的上述问题,本发明要设计1、一种模板相关匹配方法,包括以下步骤:
    A、模板相关匹配算法基本原理;
    B、模板匹配的搜索方法,为二维对数搜索法;
    C、目标模板的选择及更新
    C1、目标模板的选择;
    C2、模板的更新;
    所述模板匹配的搜索方法为三步搜索法和菱形搜索法。
    与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
    1、模板相关匹配算法在目标跟踪中,有较强的抗干扰能力、稳定性好、能适应较复杂的环境。
    2、经本发明研究,该算法一开始取较少的点参与模板匹配,逐步增加参与匹配的点的数目,便于控制流程,更加人性化管理。
    3、为了减少计算量,提高匹配效率,提出了一种能够从待匹配图像中高效匹配出模板图像的改进算法。把该研究提出的算法应用到一幅图像和视频序列图像中,实验结果证明了该算法的高效性。
    附图说明
    本发明共有附图3张,其中:
    图1是模板相关匹配算法原理图。
    图2是DS的搜索模板图。
    图3是DS的搜索路径图。
    具体实施方式
    下面结合附图对本发明进行进一步地描述,如图1所示。设目标模板T为一个M×M的参考图像,搜索图S为一个N×N图像。T在S上平移,模板覆盖的部分叫做子图Si,j,(i,j)为子图左上角点在S中的坐标,叫参考点。比较T和Si,j的内容,若两者一致,或极其相似,则点(i,j)为所寻找的最佳匹配点。
    二维最小绝对差累加和算法(Minimum Absolute Difference,以下简称:MAD)是一种在工程系统中应用较为普遍的相关跟踪算法,它与上述归一化互相关的模板相关跟踪算法相似,该相关匹配算法采用二维最小绝对差累加和作为子图 和目标模板相似度的度量。即:
    D(i,j)=Σm=1MΣn=1M|Si,j(m,n)-T(m,n)|]]>
    在图像匹配跟踪过程中,参考模板图像在当前帧搜索区内滑动,与实时子区图像作相关运算,寻找最佳匹配点,当使D(i,j)取得最小值Dmin时的(i,j)即为所求的最佳匹配点。由于MAD算法直接采用图像各像素点的灰度值作绝对差累加和运算,虽然计算量比归一化互相关运算要少,但需要做相关计算的点数是不变化的,即为(N-M+1)×(N-M+1);而且MAD算法对图像灰度变化较敏感,在图像低对比度区域或对比度变化情况下,目标跟踪性能将下降,甚至丢失目标。所以在使用MAD算法之前,一般都需要对搜索区及目标模板图像进行灰度归一化预处理。
    模板匹配的搜索方法众多,这里我们只讲菱形搜索法(Diamond Search,简称DS)。DS算法采用了两种搜索模板,分别是有9个检测点的大模板LDSP(Large Diamond Search Pattern)和有5个检测点的小模板SDSP(Small Diamond Search Pattern),如图2。搜索时先用大模板计算,当最小块误差MBD(Minimum Block Distortion)点(即MAD值最小的点)出现在中心点处时,将大模板LDSP换为SDSP,再进行匹配计算,这时5个点中的MBD点即为最优匹配点。DS具体算法描述如下:
    ①用LDSP在搜索区域中心及周围8个点处进行匹配计算,若MBD点位于中心点处,则转到步骤③,否则,进行步骤②。
    ②中心点移到上一步的MBD点处,继续用LDSP来计算。若MBD点位于中心点处,则转到步骤③,否则,重复步骤②。
    ③以上一次找到的MBD点为中心点,将LDSP换为SDSP,在5个点处计算,找出MBD点,该点所在的位置即对应最佳运动矢量。
    看图3,这是一个DS算法搜索过程的例子,(-4,-2)是最终搜索到的运动矢量,搜索共进行了5步,MBD点分别对应为(2,0)、(-3,-1)、(-4,-2),使用4次LDSP和1次SDSP,共搜索了24个点。
    DS算法的特点在于它分析了视频图像中运动矢量的基木规律,选用了大小两种形状的搜索模板LDSP和SDSP。先用LDSP搜索,由于步长大,搜索范围广,可以进行粗定位,使搜索过程小会陷于局部最??;当粗定位结束后,可以认为最优点就在LDSP周围8个点所围成的菱形区域内,这时再用SDSP来准确 定位,使搜索不至于有大的起伏,所以它的的性能优于其它算法。另外,DS搜索时各步骤之间有很强的相关性,模板移动时只需在几个新的检测点处进行匹配计算,可以进一步提高搜索速度。
    本发明目标模板选取的原则为:使用目标的最小外接矩形框来做为目标模板。
    考虑到系统的实时性问题,本发明采用了较为简单的模板更新方法,即每隔1S提取一次目标模板,并对目标模板进行更新。
    模板匹配法跟踪的过程分为视频读入、运动目标检测???、相关匹配运算和模板更新四个部分;首先,通过目标检测???,可以提取到运动目标即目标模板;然后,采用基于归一化互相关的模板相关匹配算法和基于最小绝对方差累加和的模板匹配法分别对目标模板进行跟踪;最后,在自动跟踪目标的过程中,我们可以根据前面介绍地运动目标检测方法检测出运动目标,然后截取目标图像作为下一帧图像的模板。

    关于本文
    本文标题:一种模板相关匹配方法.pdf
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