[发明专利]一种基于可变窗口匹配技术的数字图像相关方法

权利要求书

1.一种基于可变窗口匹配技术的数字图像相关方法，其特征在于，首先获取参考图像上至少一个任意计算点在目标图像上的最佳匹配像素点；然后基于最佳匹配像素点计算目标图像与参考图像之间的变形参数取值；参考图像为试件变形前的拍摄图像，目标图像为试件变形后的拍摄图像；最佳匹配像素点的获取包括以下步骤：

SA1、令计算点在参考图像上的像素坐标记作(x0，y0)，计算点记作P(x0，y0)；获取参考图像上以P(x0，y0)为中心的第一设定区域作为参考子区R；获取目标图像上以像素坐标(x0，y0)为中心的第二设定区域作为搜索区域；

SA2、获取搜索区域内各个像素点与计算点P(x0，y0)的相关系数；令搜索区域以像素点Q(x1,y1)为中心的第一设定区域记作像素点Q(x1,y1)对应的目标子区；搜索区域内像素点Q(x1,y1)与计算点P(x0，y0)的相关系数，为Q(x1,y1)对应的目标子区与参考子区R的相关系数；

SA3、判断搜索区域内是否存在对应的相关系数大于设定的相关阈值的像素点；

SA4、否，则以像素坐标(x0，y0)为中心扩大搜索区域范围，以形成新的搜索区域，获取新的搜索区域内各个像素点与计算点P(x0，y0)的相关系数，然后返回步骤SA3；

SA5、是，则获取搜索区域内对应的相关系数最大的像素点作为计算点的最佳匹配像素点。

2.如权利要求1所述的基于可变窗口匹配技术的数字图像相关方法，其特征在于，步骤SA2中目标子区与参考子区的相关系数的计算公式如下：

其中，R(x,y)为参考子区R中像素坐标为(x,y)的像素点的灰度值，T(x',y')为目标子区T中像素坐标为(x’,y’)的像素点的灰度值，为参考子区R的平均灰度，T为目标子区T的平均灰度；表示目标子区T中像素坐标为(x’,y’)的像素点在目标子区T上位置等同于参考子区R中像素坐标为(x,y)像素点在参考子区R上的位置；即目标子区T上像素点(x’,y’)与目标子区T中心点构成的矢量坐标等于参考子区R上像素点(x,y)与参考子区R中心点构成的矢量坐标。

3.如权利要求1所述的基于可变窗口匹配技术的数字图像相关方法，其特征在于，步骤SA2还包括构建节点与搜索区域内像素点一一对应的Mx矩阵，SA2中将搜索区域内各像素点对应的相关系数填充到Mx矩阵中对应的节点上；步骤SA3具体为判断Mx矩阵中是否存在赋值大于设定的相关阈值的节点；否，则执行步骤SA4，SA4中还包括根据搜索区域扩充结果扩充Mx矩阵；是，则执行步骤SA5。

4.如权利要求3所述的基于可变窗口匹配技术的数字图像相关方法，其特征在于，步骤SA4具体为：以像素坐标(x0，y0)为中心扩大搜索区域范围，以形成新的搜索区域；根据新的搜索区域扩充Mx矩阵，使得新的搜索区域中的像素点与扩充后的Mx矩阵的节点一一对应；遍历Mx矩阵中的节点，当节点赋值为初始值，则计算搜索区域中对应该节点的像素点与计算点P(x0，y0)的相关系数并填充到Mx矩阵中该节点上。

5.如权利要求4所述的基于可变窗口匹配技术的数字图像相关方法，其特征在于，SA2中，Mx矩阵中各节点的初始值为-1；SA4中，Mx矩阵中各新增节点的初始值为-1。