基于频域分析的图像匹配定位算法的研究

杨喜东

（西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳621010）

0 引 言

图像定位匹配比较一直是图像检测中的关键问题，经常用于印刷、影印等行业的产品自动化质量检测系统中。目前的质量检测系统一般将标准模板图像与实际产品的采集图像进行匹配，通过检测比较的结果来确定生产线上的产品是否符合质量要求，但缺点在于定位精度有限，在提高精度的情况下速度又非常低。针对这些缺陷，本文提出了一种基于傅里叶变换和积分图的图像匹配定位算法，旨在解决以往图像定位匹配精度和速度的问题，从而提高工业生产线上自动化检测的效率。

1 算法的提出

1.1 基于频域的抗旋转图像匹配算法

该算法是采用频域匹配的中间结果即图像的功率谱求旋转角。具体图像旋转校正方法如下：

设图像旋转变化角θ范围为［θmin，θmax］，根据旋转校正精度的具体要求，确定θ角改变的步长为△θ，则有θi＝θmin＋i△θ（i＝0，1，2，...，n）。其中：n＝（θmax－θmin）／△θ，则有：

式中，t（u，v）为模板图T（x，y）的功率谱；sθi（u，v）为搜索图S（x，y）的功率谱s（u，v）相对于其中心旋转θ角后得到的新的功率谱，则满足D（φ）＝ min｛D（θ）｝的角即为所求的旋转角。但是此方法无法正确估计旋转角并且信噪比无法达到最大，所以增加带通滤波器，同时对图像作加权、选择候选校正角及图像滤波处理。实际在运用时一般将匹配分成两个步骤：粗匹配和精匹配。其具体流程图分别如图1、图2所示。

1.2 相关函数傅里叶变换的匹配算法

利用二维傅里叶变换进行图像匹配，图像匹配的互相关函数定义如下：