形状匹配

机器视觉原理与案例详解
工控帮教研组编著
电子工业出版社
2020.7
ISBN 978-7-121-39084-5

一、形状匹配

1、形状匹配

• 通过形状匹配，可以处理图像中的杂点、遮挡，以及因缩放、非线性照明变换等引起的轻微变形等，还可以在不受光线变化影响的情况下处理多个通道的图像。

• 形状匹配的操作，主要是通过图像的边缘轮廓特征作为模板，在图像中搜索形状相似的目标。
  在这一过程中，可以设置角度、比例、范围等。

2、实现过程

基于CKVisionBuilder 软件实现形状匹配的过程如下。

• ❶ 选择“工具箱”→“图像处理”→“采集图像”，
  如图8-1所示。
  在弹出的“采集图像”对话框中选择需要采集的图像，单击“确定”按钮。

  
  图8-1

• ❷ 选择“工具箱”→“检测识别”→“形状匹配”，
  如图8-3所示，即可打开“形状匹配”对话框。

• ❸ 在“形状匹配”对话框中的“参数设置”选项卡中，单击“学习”按钮，将 ROI拖动到需要作为模板的图像区域，单击“确定”按钮进行模板学习

• ❹ 单击“编辑”按钮，即可打开“编辑模板”对话框，如图8-5所示。
  在该对话框中，可对模板的参数进行设置。
  注意：ROI（Region Of Interest，感兴趣区域）是在被处理的图像中，以方框、圆、椭圆、不规则多边形等方式勾勒出的需要处理的区域。

• “精细级别”下拉列表：
  用于设置模型的精细度，有“精细”“一般”“粗糙”3种模式。
  “精细”模式无压缩，精度最高，但速度比较慢；
  “一般”模式将模型压缩至原有大小的1/2；
  “粗糙”模式将模型压缩至原有大小的1/4，精度最低，但速度最快。

• “滤波器”下拉列表：可以通过滤波器增强边缘效果，但也会丢失细节。在“滤波器”下拉列表中有“低”“中”“高”3个选项，默认选择“中”选项。

• “梯度阈值”文本框：在提取边缘轮廓时使用的参数。如果边缘对比度较差，则需要降低“梯度阈值”文本框中的值；如果目标图像的边缘清晰，则可以将“梯度阈值”文本框中的值设置得较高，取值范围为0～255。

• “轮廓长度”文本框：用于过滤轮廓，长度小于该值的轮廓将会被删除。

• “重新学习”按钮：当修改参数后需要单击“重新学习”按钮来获得新的边缘轮廓。

• “编辑选项”选项组：通过“编辑选项”选项组可手动编辑模板。
  例如，单击“擦除”或“恢复”按钮，可对边缘轮廓进行擦除或恢复。

• 标记点：
  画面中的十字标记为模板的标记点，可通过单击操作选取标记点，并调整位置。

  
  图8-6

• ❺ 返回到“参数设置”选项卡，可在“角度”“比例”“搜索数量”“最小分数”“梯度阈值”等文本框中输入合适的值，并在“匹配极性”“压缩级别”下拉列表中选择合适的选项，如图8-6所示。

• ❻ 查看输出结果是否跟随模板进行变化，如图8-7所示。

  
  图8-7