工件检测中基于方向码的图像模板匹配

黄 静， 蔡雪艳 ， 于 娜

（1.石家庄铁路运输学校 河北 石家庄 050030；2.石家庄计算机职业学院 河北 石家庄 050300；3.中国联通沧州分公司 河北 沧州 061000）

近年来基于机器视觉检测技术成为一种新兴的应用学科，被越来越多地应用到在线检测中，实现高度准确的检测，大幅提高产品检测的速度和可靠性，降低了生产成本。工件检测系统主要是通过在线工件和模板工件进行比较，最终对工件进行合格品与非合格品的分选处理[1]。

模板匹配主要分为两种：一是基于灰度的模板匹配；二是基于特征的模板匹配。基于灰度的模板匹配方法速度比较慢，对光照变化、噪声非常敏感，没有充分利用灰度统计特性，对每一点的灰度信息依赖较大，不适合应用于匹配对象存在旋转和缩放的情况。基于特征的模板匹配算法一般不直接依赖于像素值，并且需要经过较为复杂的图像预处理以提取特征，通常在模板和待匹配图像中提取对缩放、旋转、灰度变化具有不变性的特征。

对于在流水线上运动的工件来说，它们的位置和角度不是固定的，工作环境的光照也是变化的，所以要求提取的特征应当具有旋转平移不变性和对光照强度的鲁棒性。本文在研究前人工作的基础上，针对工件在线检测的现场环境，提出了以方向码为特征的图像模板匹配，该算法不仅能抗旋转，而且在遮挡和光强引起的光照波动等情况下，也能较好地进行匹配。

1 图像预处理

图像的预处理包括对原始图像进行灰度变化，滤波、归一化、特征提取、分割等匹配之前的处理。……