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专利号: 2021111552369
申请人: 深圳市汇图技术有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-12-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于,所述配准方法包括以下步骤:S100:在标准图中选择特定区域,并为所述特定区域手动设置参照ROI;所述参照ROI的类型包括a类参照ROI、b类参照ROI、c类参照ROI;手动设置的参照ROI因为所选择的特定区域具有不同特征所以设置的参照ROI类别也不同;所述a类参照ROI专门用于颜色比对;所述b类参照ROI用于建立匹配坐标系;所述c类参照ROI用于辅助匹配;

所述a类参照ROI具有包括以下特点:参照ROI内无边缘点;参照ROI内的颜色值分布均匀,且参照ROI内的平均颜色值与附近区域的颜色值差异性大于差异阈值;

所述b类参照ROI具有包括以下特点:参照ROI内具有多个边缘点;参照ROI内的颜色值分布不均匀,且参照ROI内的颜色值分布特点与附近区域的颜色值分布特点之间的差异性大于差异阈值;

所述c类参照ROI具有包括以下特点:参照ROI内具有多个边缘点;参照ROI内的边缘点个数多于该参照ROI左右或者上下区域;

S200:设置缩放系数,对手动设置了参照ROI的标准图进行缩放得到第一缩放图,此时标准图内的参照ROI也对应缩放;应用canny算子对所述第一缩放图的边缘点进行提取;

S300:对应于在标准图中设置的参照ROI的位置,在测试图中也有相对应的参照ROI;在测试图中以所有参照ROI形成的点集的中心点作为搜索中心,基于所述搜索中心在测试图上做匹配搜索;并对所述匹配搜索进行范围限制从而得到匹配搜索范围;

S400:设置同步骤S200中相同的缩放系数将测试图进行缩放得到第二缩放图,基于步骤S300中得到的匹配搜索范围在所述第二缩放图中对初步匹配位置进行确认;所述初步匹配位置包括初步匹配角度和初步匹配位移;

S500:对步骤S400得到的初步匹配位置进行精细化矫正得到最佳匹配位置;所述最佳匹配位置包括最佳匹配角度和最佳匹配位移;

S600:根据步骤S500中得到的最佳匹配位置建立匹配坐标系,在测试图中进行其他位置的匹配。

2.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:在手动设置参照ROI的过程中,对于不同类的参照ROI具有不同的设置要求,其中对于所述a类参照ROI和所述c类参照ROI没有个数限制,而对于所述b类参照ROI在每次手动设置参照ROI的过程中是必须要设置的。

3.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:步骤S200中还包括对三类参照ROI的不同处理步骤,所述处理步骤包括以下:S201:对于a类参照ROI的对应缩放ROI,计算对应缩放ROI在第一缩放图中的平均颜色值;

S202:对于b类参照ROI的对应缩放ROI,提取对应缩放ROI在第一缩放图中的采样点,并且计算该ROI位于缩放图中的边缘点个数,然后再对该ROI提取对应于标准图上的采样点;

S203:对于c类参照ROI的对应缩放ROI,提取对应缩放ROI在缩放图中的采样点,并且计算该ROI位于缩放图中的边缘点个数,然后再对该ROI提取对应于标准图上的采样点。

4.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:步骤S300在测试图上做匹配搜索包括以下步骤:S301:在测试图中将所有的参照ROI围绕所述搜索中心以不同的匹配角度进行匹配旋转,所述匹配角度满足匹配旋转的角度阈值范围;

S302:在测试图中将匹配旋转后的参照ROI以上下左右不同的匹配位移进行匹配平移。

5.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:步骤S300中对匹配搜索进行范围限制包括:

对于a类参照ROI,标准图上参照ROI的平均颜色值与测试图上对应搜索位置上的参照ROI的平均颜色值之间的颜色值差需小于颜色差别阈值;

对于b类参照ROI和c类参照ROI,在测试图中计算所有b类参照ROI和c类参照ROI所组成的外接矩形内的边缘点个数,测试图中每个参照ROI的边缘点个数要大于标准图中对应参照ROI的边缘点个数的一半。

6.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:步骤S400中对初步匹配位置确认的步骤包括:

S401:标准图上参照ROI内的采样点在进行不同匹配角度和匹配位移的匹配搜索时,在测试图上都有对应的采样点;在第二缩放图中将所有b类参照ROI和c类参照ROI内对应的采样点以同样的匹配角度和匹配位移进行旋转和平移;

S402:将第一缩放图与第二缩放图进行比对,计算第一缩放图和第二缩放图上每一个对应采样点之间的颜色差;

S402:将所有采样点的颜色差求总和作为该匹配位置的匹配差;

S403:选取匹配差最小的位置作为初步匹配位置,此时得到所述初步匹配位置对应的匹配角度和匹配位移,并将所述匹配角度和匹配位移定义为初步匹配角度和初步匹配位移。

7.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:步骤S500中的精细化矫正包括以下处理步骤:

S501:将标准图中的b类参照ROI内提取的采样点围绕步骤S300中得到的所述搜索中心按照步骤S400中得到的所述初步匹配角度进行旋转,同时在所述初步匹配位移的基础上,进行小范围位移波动;

S502:将经过步骤S501后标准图上的每一个采样点与测试图上对应的每一个采样点进行颜色差的求取;

S503:将所有采样点的颜色差求总和作为该匹配位置的匹配差;

S504:选取匹配差总和最小的位置作为精细化矫正后的最佳匹配位置,此时得到所述最佳匹配位置对应的匹配角度和匹配位移,并将所述匹配角度和匹配位移定义为最佳匹配角度和最佳匹配位移。

8.根据权利要求1所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:步骤S600中建立匹配坐标系匹配其他位置的过程中包括两种方法:SS1:将最佳匹配角度和最佳匹配位移直接应用于测试图中的其他位置,将位置内的采样点围绕步骤S300中得到的搜索中心按照最佳匹配角度进行旋转匹配,再接着按照最佳匹配位移进行平移匹配;

SS2:对标准图中的b类参照ROI求最外接矩形,选取所述最外接矩形的四个顶点作为所述标准图的四个坐标顶点,其中,每个所述坐标顶点会与各自相邻的其他b类参照ROI形成位置对应关系,利用所述位置对应关系可以在测试图中得到对应的四个坐标顶点,四个坐标顶点可组成一个四边形。

9.根据权利要求8所述的一种应用于工业图像的快速配准方法,其特征在于:在两种方法中对于在标准图中设置b类参照ROI的个数具有不同的要求,其中在方法SS1中b类参照ROI的个数至少是一个;在方法SS2中b类参照ROI的个数至少是四个,即在所述标准图的左上、左下、右上、右下至少各设置一个。