图像匹配得到精确的旋转角度

当对平面物体进行视觉定位时,往往采用图像模板匹配的方式,然而当目标含有一定角度的旋转时,如何精确估算出旋转角度成了一个难题。下面是博主根据自己的理解所做的一个小的总结,也能算纠结,欢迎高手围观。

1 基于灰度的模板匹配(NCC等)

    用灰度模板进行模板匹配,往往耗时,并且要匹配含有旋转的目标,就需要建立多角度的模板。如果目标的角度范围是(-30°,30°),以1°为步幅,则需要60个模板,如果要把精度提高到0.1°,那至少要600个模板。显然是不太理想的方式。

2 图像主轴角的旋转匹配

当图像噪声较大、形状对比度不鲜明时,主轴角不准确,进而估算出的旋转角度误差较大。

3 点模式匹配

通过分别提取模板和目标图像中的特征点,建立对应关系,求得仿射变换参数。这种方式只对一定的目标适用,如果图像噪声大,并且形状是圆等,就很难提取出合适的角点。

4 sift(仿射无关特征变换)

这种方式也是可以的,只是对于噪声较大的图像还是不行,计算量大,提出的特征点往往很多,工业上对时间有较大要求,sift还是多用于立体匹配,用在平面检测中还是有点大材小用了。

5 边缘几何特征旋转角度估计

这种方法显然非常依赖边缘,如果目标含有缺陷,估算出的角度精度仍然不足。能够使得精度达到1°已经很不错了。

7 矩方法

这种方法进行模板匹配,估算位置和角度,当图像噪声大,难以二值化时,就不好办了。

8 广义霍夫变换

第一比较依赖边缘提取精度,然后就是耗时的问题。

9 梯度直方图

建立梯度直方图,角度精度也很难到达0.2°甚至更高。

 

在平面模板匹配方面,Halcon已经做的很好了,而且算法很通用,速度精度都能达到工业要求,只是商业软件的核心思想很难摸透。

要想通过模板匹配快速估算出精确的旋转角度,最终还是要插值或者拟合。

对于含有噪声的多目标匹配定位,还是有很多需要研究的地方,希望高手能提供宝贵建议!

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作者:hao_09

时间:2015/8/14

文章地址:http://blog.csdn.net/lsh_2013/article/details/47657461

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