数字图像相关法的特征匹配方法、装置、设备及存储介质与流程

本申请涉及图像处理，尤其涉及一种数字图像相关法的特征匹配方法、控制装置、计算机设备、视觉测量系统以及计算机可读存储介质。

背景技术：

1、数字图像相关法(digital image correlation，dic)，是将物体变形前后的两幅数字图像(即参考图和变形图)，通过相关计算获取感兴趣区域的变形信息。其基本原理是，对变形前图像中的感兴趣区域进行网格划分，将每个子区域当作刚性运动。再针对每个子区域，通过一定的搜索方法按预先定义的相关函数来进行相关计算，在变形后图像中寻找与该子区域的互相关系数为最大值的区域，即该子区域在变形后的位置，进而获得该子区域的位移。

2、其中，数字图像相关法常基于种子点进行特征匹配，即通过种子点引导和初始化图像匹配算法，帮助算法定位和匹配图像中的相似区域或特征。但使用种子点的特征匹配，不仅存在运算速度慢的问题(需要花费一定时间进行种子点的提取)，且容易因为边缘处的种子点提取不准确或受到噪声的干扰，导致特征匹配不准确，进而影响形变测量结果的准确率。

3、上述内容仅用于辅助理解本申请的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种数字图像相关法的特征匹配方法、控制装置、计算机设备、视觉测量系统以及计算机可读存储介质，旨在提高数字图像相关法的运算速度和准确率。

2、为实现上述目的，本申请提供一种数字图像相关法的特征匹配方法，包括以下步骤：

3、在基于多张图像进行数字图像相关法计算时，根据其中参考图与变形图之间的匹配特征，生成相应的特征对；

4、搜索待计算点的特征搜索范围内的n个特征对；

5、采用随机采样一致性算法对n个特征对进行过滤处理；

6、检测过滤后的特征对数量是否满足计算量要求；

7、若否，则更新特征搜索范围，并返回执行所述搜索待计算点的特征搜索范围内的n个特征对的步骤；

8、若是，则根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果。

9、可选的，所述根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果的步骤包括：

10、根据过滤后的特征对，计算参考图与变形图之间的位移量；

11、根据所述位移量对参考图与变形图进行粗定位；

12、查询粗定位后的参考图与变形图之间相似度最大的位置，作为初始位置；

13、基于初始位置进行亚像素级处理，得到特征匹配结果。

14、可选的，所述根据过滤后的特征对，计算参考图与变形图之间的位移量的步骤包括：

15、根据每个待计算点对应的过滤后的特征对，分别并行计算计算参考图与变形图之间的位移量。

16、可选的，所述基于初始位置进行亚像素级处理，得到特征匹配结果的步骤包括：

17、在初始位置的基础上，基于ic-gn(iterative closest gauss-newton)算法和znssd(zero-meannormalized sum ofsquared differences)标准进行迭代优化，以获取参考图与变形图之间的变化量，作为特征匹配结果。

18、可选的，所述在基于多张图像进行数字图像相关法计算时，根据其中参考图与变形图之间的匹配特征，生成相应的特征对的步骤之前，还包括：

19、采集被测物在不同时刻的多张图像，并识别图像中的特征点。

20、可选的，所述根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果的步骤之后，还包括：

21、基于特征匹配结果，生成变形测量结果。

22、为实现上述目的，本申请还提供一种控制装置，包括：

23、匹配模块，用于在基于多张图像进行数字图像相关法计算时，根据其中参考图与变形图之间的匹配特征，生成相应的特征对；

24、搜索模块，用于搜索待计算点的特征搜索范围内的n个特征对；

25、过滤模块，用于采用随机采样一致性算法对n个特征对进行过滤处理；

26、检测模块，用于检测过滤后的特征对数量是否满足计算量要求；

27、第一执行模块，用于若否，则更新特征搜索范围，并返回执行所述搜索待计算点的特征搜索范围内的n个特征对的步骤；

28、第二执行模块，用于若是，则根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果。

29、为实现上述目的，本申请还提供一种计算机设备，所述计算机设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述数字图像相关法的特征匹配方法的步骤。

30、为实现上述目的，本申请还提供一种视觉测量系统，包括图像采集装置，以及如上述所述的计算机设备。

31、为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述数字图像相关法的特征匹配方法的步骤。

32、本申请提供的数字图像相关法的特征匹配方法、控制装置、计算机设备、视觉测量系统以及计算机可读存储介质，通过提出一种无需使用种子点匹配的数字图像相关法，在特征检测的方式的基础上，完成参考图与变形图的对应的特征分布分析，及生成特征匹配结果，不仅能够提升算法在进行大应变测试中的计算能力，提高运算速度，并且特征检测方法只需选择图像中具有明显特征的点，无需考虑其他环境因素，从而减少噪声点，提供更准确的匹配结果，进而提高基于此进行形变测量的准确率。

技术特征：

1.一种数字图像相关法的特征匹配方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的数字图像相关法的特征匹配方法，其特征在于，所述根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果的步骤包括：

3.如权利要求2所述的数字图像相关法的特征匹配方法，其特征在于，所述根据过滤后的特征对，计算参考图与变形图之间的位移量的步骤包括：

4.如权利要求2所述的数字图像相关法的特征匹配方法，其特征在于，所述基于初始位置进行亚像素级处理，得到特征匹配结果的步骤包括：

5.如权利要求1所述的数字图像相关法的特征匹配方法，其特征在于，所述在基于多张图像进行数字图像相关法计算时，根据其中参考图与变形图之间的匹配特征，生成相应的特征对的步骤之前，还包括：

6.如权利要求1-5中任一项所述的数字图像相关法的特征匹配方法，其特征在于，所述根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果的步骤之后，还包括：

7.一种控制装置，其特征在于，包括：

8.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的数字图像相关法的特征匹配方法的步骤。

9.一种视觉测量系统，其特征在于，包括图像采集装置，以及如权利要求8所述的计算机设备。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的数字图像相关法的特征匹配方法的步骤。

技术总结本申请涉及图像处理技术，公开了一种数字图像相关法的特征匹配方法，包括：在基于多张图像进行数字图像相关法计算时，根据其中参考图与变形图之间的匹配特征，生成相应的特征对；搜索待计算点的特征搜索范围内的N个特征对；采用随机采样一致性算法对N个特征对进行过滤处理；检测过滤后的特征对数量是否满足计算量要求；若否，则更新特征搜索范围，并返回执行所述搜索待计算点的特征搜索范围内的N个特征对的步骤；若是，则根据过滤后的特征对，生成特征匹配结果。本申请还公开了一种控制装置、计算机设备、视觉测量系统和计算机可读存储介质。本申请旨在提高数字图像相关法的运算速度和准确率。技术研发人员：毕胜昔,李长太,宋岩,李林朋受保护的技术使用者：深圳市海塞姆科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29