焊縫圖像處理的匹配算法研究.pdf

1、在自動化焊接過程中,焊縫圖像信息的快速定位和實時處理是保證焊接工作有序高效進行的關(guān)鍵技術(shù)。圖像匹配技術(shù)作為數(shù)字圖像處理的一個重要分支,在目標跟蹤、對象識別等研究領域有著廣泛的應用。
　　 本論文主要從提高焊縫圖像匹配精度的同時有效降低時間復雜度的角度出發(fā),著重研究模板匹配算法和立體匹配算法。提出一種“粗匹配一精匹配”匹配模式,在粗匹配中,利用雙目立體視覺技術(shù),通過兩臺攝像機分別從左右兩個角度獲取同一場景下的焊縫圖像,利用模板匹配

2、算法,在左右兩幅圖像中提取出與模板圖像同樣大小并且包含相同信息的子圖;在精匹配中,將提取出來的兩幅子圖作為立體匹配的左右圖像源,運行立體匹配算法,計算出稠密視差圖。
　　 在采用模板匹配時,引入信息論中信息熵和互信息的概念,提出基于互信息的模板匹配算法。同時,針對互信息計算量龐大,難以滿足焊接過程中的實時性要求這一不足,結(jié)合圖像閾值分割技術(shù)和迭代思想,提出了基于最大信息熵的圖像分割算法,該算法以分割區(qū)域的信息熵作為分割依據(jù),較好

3、地保留了圖像中分割區(qū)域的信息。實驗表明,該方法有效提高了匹配的速度和精度。
　　 在采用立體匹配時,引入置信傳播理論。在傳統(tǒng)的置信傳播算法中,由于消息是在像素點之間進行傳輸?shù)?因此,存在計算量大、處理效率低和容易導致誤匹配等不足。本文結(jié)合圖切割技術(shù)和自適應機制,提出基于圖切割和自適應相似性測量的置信傳播立體匹配算法,該算法將立體匹配問題轉(zhuǎn)化為能量最小化問題,利用對參考圖像進行色彩分割和自適應匹配點來最大化置信度的一致性,通過置信