[发明专利]一种基于拓扑验证的图像相似评判方法及设备

权利要求书

1.一种基于拓扑验证的图像相似评判方法，包括预加载阶段和判读阶段：

所述预加载阶段包括，

获取标准图像I并将其创建成模板图T；

用户框选所需要关注的检测区域ROI，提取模板图中所有检测区域ROI作为模板特征图；

所述判读阶段包括，

获取待测图像，待测图像与标准图像基于图像配准方法进行配准；

将模板图T中检测区域ROI在配准后与待测图像中的对应位置利用基于关注区域的匹配算法进行匹配，匹配方式为将检测区域ROI切分为多个检测子区域，然后将检测子区域在待测图像中利用模板匹配法进行位置的还原，并生成对照子区域；

验证检测子区域与对照子区域的位置相对关系是否一致；

所述关注区域的匹配算法具体为：

将所述检测区域ROI和所述关注区域ROI'按照接近正方形的比例进行切分；

基于拓扑验证法将ROI(i)在待测图像I'的相邻区域进行模版匹配，所述拓扑验证法具体为，

遍历每个关注区域ROI'的子区域即对照子区域ROI'(i)，i从0记；

如果为横向切分，

(ROI'(i).x-ROI'(i-1).x)-ROI'(i).w＜epsw，

如果为纵向切分：

(ROI'(i).y-ROI'(i-1).y)-ROI'(i).h＜epsh，

另外，还有：

ROI'(i).w≥ROI(i).w，ROI'(i).h≥ROI(i).h，

正方形切分同理，处理纵横两种情况即可，

其中eps由ROI本身尺寸和切分的段数记为N决定，具体公式为，

epsw＝ROI.x/(N+ln(ROI.x)),

epsh＝ROI.y/(N+ln(ROI.y)),

其中，ROI.x以及ROI.y分别表示检测区域ROI的水平长度和垂直长度，ROI'(i).x以及ROI'(i).y分别表示第i块关注区域ROI'的横轴和纵轴坐标，ROI'(i).w以及ROI'(i).h则分别表示第i块关注区域ROI'的宽和高，ROI(i).w以及ROI(i).h分别表示第i块关注区域ROI的宽和高，

遍历中任何一次不满足条件都为匹配失败。

2.如权利要求1所述的基于拓扑验证的图像相似评判方法，其特征在于，所述检测区域的数量为多个。

3.根据权利要求1所述的基于拓扑验证的图像相似评判方法，其特征在于，所述图像配准方法的计算过程为：将模板特征图和待测特征图进行surf特征检测，识别并记录每个特征点，包括surf特征点的surf特征信息和坐标信息；根据两组特征点的描述子，利用KNN算法进行匹配，得到数对匹配好的特征点，利用RANSAC算法去除误匹配的特征点，根据剩余匹配正确的特征点，通过矩阵求解的方式，计算透视变换矩阵，利用该透视变换矩阵，将标准图像I变换成待测图像I'。

4.根据权利要求3所述的基于拓扑验证的图像相似评判方法，其特征在于，所述匹配正确的特征点的数量最少为4个。

5.根据权利要求1所述的基于拓扑验证的图像相似评判方法，其特征在于，所述标准图像I和所述待测图像均为灰度图。

6.根据权利要求1所述的基于拓扑验证的图像相似评判方法，其特征在于，所述标准图像I和所述待测图像均通过形态学腐蚀操作，去除无关区域的光斑。

7.根据权利要求1所述的基于拓扑验证的图像相似评判方法，其特征在于，所述标准图像I和待测图像均由CCD相机在低亮度环境下采集，采集光源为红外光源。

8.一种基于拓扑验证的图像相似评判设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有指令，所述指令适于由处理器加载并执行以下步骤：

获取待测图像I'，将待测图像I'与标准图像基于图像配准方法进行配准；

将检测区域ROI在待测图像I'中对应区域基于关注区域的匹配算法进行匹配，匹配方式为将检测区域ROI切分为多个检测子区域ROI(i)，然后将检测子区域ROI(i)在待测图像I'中利用模板匹配法进行位置的还原，并生成对照子区域ROI'(i)；

验证检测子区域ROI(i)与对照子区域ROI'(i)的位置相对关系是否一致；

所述关注区域的匹配算法具体为：

将所述检测区域ROI和所述关注区域ROI'按照接近正方形的比例进行切分；

基于拓扑验证法将ROI(i)在待测图像I'的相邻区域进行模版匹配，所述拓扑验证法具体为，

遍历每个关注区域ROI'的子区域即对照子区域ROI'(i)，i从0记；

如果为横向切分，

(ROI'(i).x-ROI'(i-1).x)-ROI'(i).w＜epsw，

如果为纵向切分：

(ROI'(i).y-ROI'(i-1).y)-ROI'(i).h＜epsh，

另外，还有：

ROI'(i).w≥ROI(i).w，ROI'(i).h≥ROI(i).h，

正方形切分同理，处理纵横两种情况即可，

其中eps由ROI本身尺寸和切分的段数记为N决定，具体公式为，

epsw＝ROI.x/(N+ln(ROI.x)),

epsh＝ROI.y/(N+ln(ROI.y)),

其中，ROI.x以及ROI.y分别表示检测区域ROI的水平长度和垂直长度，ROI'(i).x以及ROI'(i).y分别表示第i块关注区域ROI'的横轴和纵轴坐标，ROI'(i).w以及ROI'(i).h则分别表示第i块关注区域ROI'的宽和高，ROI(i).w以及ROI(i).h分别表示第i块关注区域ROI的宽和高，

遍历中任何一次不满足条件都为匹配失败。