本发明专利技术涉及图像处理技术领域，公开了一种复杂光照条件下的模板匹配方法及装置，该方法包括：获取原始物料图像，经过预处理后获得待匹配物料图像；从物料数据库中获取模板图像、模板光照阈值和匹配区域信息；根据匹配区域信息在待匹配物料图像上绘制匹配区域，得到待匹配区域图像；根据模板光照阈值对待匹配区域图像进行光照检测；在光照检测不合格时，对待匹配区域图像进行光照增强处理，得到重建后区域图像；将模板图像与重建后区域图像进行模板匹配，获得匹配结果，以完成物料特征定位。本发明专利技术在模板匹配过程，减少了搜索进程像素的个数和匹配计算量，且通过光照增强模块进行校准，弱化了光照变化对匹配精度的影响，提高了模板匹配鲁棒性。配鲁棒性。配鲁棒性。
【技术实现步骤摘要】
一种复杂光照条件下的模板匹配方法及装置
[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其涉及一种复杂光照条件下的模板匹配方法及装置。
技术介绍
[0002]产品生产过程中，需要对许多物料特征进行检测和定位。在工业场景下，采用模板匹配对产品的物料在不同拍摄条件下采集的图像进行匹配，以达到对于物料特征定位的目的。模板匹配实现特征定位的关键在于匹配精度，其直接影响到后续图像处理和应用工作。
[0003]现有的模板匹配方法通过对目标图像与模板图像逐像素比较，通过对比目标图像与模板图像的均值或方差，计算相似度定位出相似区域，运算过程较为简单。但是现有的模板匹配方法属于无穷搜索过程，对目标没有针对性，当面对高分辨率图像的匹配时，存在大量无效搜索进程和无效匹配计算，极为耗时。此外，在实际应用中，生产车间的环境比较复杂，当面对复杂背景和光照变化的影响时，物料表面灰度值分布不均匀，使得匹配精度将大打折扣，难以取得良好的匹配结果，鲁棒性较差，无力满足实时生产的要求。
技术实现思路
[0004]基于此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有的模板匹配方法匹配耗时长、易受外界环境因素干扰问题，从而提供一种复杂光照条件下的模板匹配方法及装置。
[0005]为解决上述问题，本专利技术实施例提供了一种复杂光照条件下的模板匹配方法，包括：
[0006]获取原始物料图像，经过预处理后获得待匹配物料图像；
[0007]从物料数据库中获取模板图像、模板光照阈值和匹配区域信息；
[0008]根据所述匹配区域信息在所述待匹配物料图像上绘制匹配区域，得到待匹配区域图像；
[0009]根据所述模板光照阈值对所述待匹配区域图像进行光照检测；
[0010]在光照检测不合格时，对所述待匹配区域图像进行光照增强处理，得到重建后区域图像；
[0011]将所述模板图像与所述重建后区域图像进行模板匹配，获得匹配结果，以完成物料特征定位。
[0012]可选地，所述从物料数据库中获取模板图像、模板光照阈值和匹配区域信息之前，方法还包括：
[0013]通过相机系统对物料标记区域进行图像采集，获取第一图像；
[0014]对所述第一图像进行裁剪后，获取第二图像；
[0015]根据标准光照强度，检测所述第二图像是否有效；
[0016]若所述第二图像有效，则对所述第二图像进行特征点标记后，得到模板图像；
[0017]将所述模板图像的光照强度确定为模板光照阈值，并将所述模板图像对应区域框
的左上角像素坐标和宽高确定为匹配区域信息；
[0018]将所述模板图像、所述模板光照阈值和所述匹配区域信息存储至物料数据库。
[0019]可选地，所述根据所述模板光照阈值对所述待匹配区域图像进行光照检测，包括：
[0020]将所述待匹配区域图像切分为多个图像块后，获取各所述图像块的灰度值；
[0021]将各所述图像块的灰度值输入光照预测模型，得到对应的光照强度；
[0022]获取各所述图像块的权重系数，结合对应的所述光照强度得到所述待匹配区域图像的光照强度；
[0023]检测所述待匹配区域图像的光照强度是否小于所述模板光照阈值；
[0024]若小于，则判定光照检测不合格；否则判定光照检测合格。
[0025]可选地，所述获取各所述图像块的权重系数，包括：
[0026]获取所述图像块在所述待匹配区域图像中的位置坐标；
[0027]根据所述图像块的位置坐标和尺寸大小得到所述图像块的权重系数。
[0028]可选地，所述对所述待匹配区域图像进行光照增强处理，得到重建后区域图像，包括：
[0029]对所述待匹配区域图像进行边缘检测，以提取边缘信息；
[0030]根据所述边缘信息对待匹配区域图像进行区域分割，获得阴暗区域和光亮区域；
[0031]基于所述阴暗区域和所述光亮区域的像素照度，分析所述阴暗区域在所述光亮区域中的分布，通过粒子群算法搜索所述阴暗区域与所述光亮区域之间的最小亮度偏差，并对所述阴暗区域进行光照增强；
[0032]根据所述光照区域和光照增强后的阴暗区域，获得重建后区域图像。
[0033]可选地，所述根据所述边缘信息对待匹配区域图像进行区域分割，获得阴暗区域和光亮区域，包括：
[0034]对所述边缘信息进行膨胀和腐蚀处理后，通过连通区域算法遍历所有边缘信息，筛选出面积最大的轮廓确定为物料轮廓；
[0035]对包含物料轮廓的图像再次进行边缘检测和连通区域分析，获取面积最大的轮廓确定为光亮区域轮廓；
[0036]根据光亮区域轮廓，将包含物料轮廓的图像分割成阴暗区域和光亮区域。
[0037]可选地，所述获取原始物料图像，经过预处理后获得待匹配物料图像，包括：
[0038]通过相机系统对复杂光照条件下的物料进行图像采集，获得原始物料图像；
[0039]对所述原始物料图像进行灰度化处理，获得灰度图像；
[0040]通过高斯滤波器对所述灰度图像进行去噪，以获得无噪图像；
[0041]根据预设阈值对所述无噪图像进行二值化处理，得到待匹配物料图像。
[0042]可选地，所述根据所述模板光照阈值对所述待匹配区域图像进行光照检测之后，包括：
[0043]在光照检测合格时，将所述模板图像与所述待匹配区域图像进行模板匹配，获得匹配结果，以完成物料特征定位。
[0044]此外，本专利技术实施例还提供了一种复杂光照条件下的模板匹配装置，包括：
[0045]物料图像采集模块，用于获取原始物料图像，经过预处理后获得待匹配物料图像；
[0046]模板图像读取模块，用于从物料数据库中获取模板图像、模板光照阈值和匹配区
域信息；
[0047]匹配区域绘制模块，用于根据所述匹配区域信息在所述待匹配物料图像上绘制匹配区域，得到待匹配区域图像；
[0048]光照检测模块，用于根据所述模板光照阈值对所述待匹配区域图像进行光照检测；
[0049]光照增强模块，用于在光照检测不合格时，对所述待匹配区域图像进行光照增强处理，得到重建后区域图像；
[0050]模板匹配模块，用于将所述模板图像与所述重建后区域图像进行模板匹配，获得匹配结果，以完成物料特征定位。
[0051]可选地，所述模板匹配模块还用于，在光照检测合格时，将所述模板图像与所述待匹配区域图像进行模板匹配，获得匹配结果，以完成物料特征定位。
[0052]本专利技术实施例提供的复杂光照条件下的模板匹配方法及装置具有以下有益效果：
[0053]1)通过匹配区域信息在待匹配物料图像上绘制匹配区域，仅需在匹配区域内进行模板匹配，可以避免复杂背景干扰和排除相似特征导致的匹配错误，同时对于光照检测合格的待匹配区域图像，又减少了大量无效搜索进程和无效匹配计算；
[0054]2)对于光照检测不合格的待匹配区域图像，通过光照增强处理对本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复杂光照条件下的模板匹配方法，其特征在于，包括：获取原始物料图像，经过预处理后获得待匹配物料图像；从物料数据库中获取模板图像、模板光照阈值和匹配区域信息；根据所述匹配区域信息在所述待匹配物料图像上绘制匹配区域，得到待匹配区域图像；根据所述模板光照阈值对所述待匹配区域图像进行光照检测；在光照检测不合格时，对所述待匹配区域图像进行光照增强处理，得到重建后区域图像；将所述模板图像与所述重建后区域图像进行模板匹配，获得匹配结果，以完成物料特征定位。2.根据权利要求1所述的复杂光照条件下的模板匹配方法，其特征在于，所述从物料数据库中获取模板图像、模板光照阈值和匹配区域信息之前，方法还包括：通过相机系统对物料标记区域进行图像采集，获取第一图像；对所述第一图像进行裁剪后，获取第二图像；根据标准光照强度，检测所述第二图像是否有效；若所述第二图像有效，则对所述第二图像进行特征点标记后，得到模板图像；将所述模板图像的光照强度确定为模板光照阈值，并将所述模板图像对应区域框的左上角像素坐标和宽高确定为匹配区域信息；将所述模板图像、所述模板光照阈值和所述匹配区域信息存储至物料数据库。3.根据权利要求1所述的复杂光照条件下的模板匹配方法，其特征在于，所述根据所述模板光照阈值对所述待匹配区域图像进行光照检测，包括：将所述待匹配区域图像切分为多个图像块后，获取各所述图像块的灰度值；将各所述图像块的灰度值输入光照预测模型，得到对应的光照强度；获取各所述图像块的权重系数，结合对应的所述光照强度得到所述待匹配区域图像的光照强度；检测所述待匹配区域图像的光照强度是否小于所述模板光照阈值；若小于，则判定光照检测不合格；否则判定光照检测合格。4.根据权利要求3所述的复杂光照条件下的模板匹配方法，其特征在于，所述获取各所述图像块的权重系数，包括：获取所述图像块在所述待匹配区域图像中的位置坐标；根据所述图像块的位置坐标和尺寸大小得到所述图像块的权重系数。5.根据权利要求1所述的复杂光照条件下的模板匹配方法，其特征在于，所述对所述待匹配区域图像进行光照增强处理，得到重建后区域图像，包括：对所述待匹配区域图像进行边缘检测，以提取边缘信息；根据所述边缘信息对待匹配区域图像进行区域分割，获得阴暗区域和光亮区域；基于所述阴暗区域和所述光亮区域的像素照度，分析所述阴暗区域在所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋凯，晋昊，那一鸣，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：
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