(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210529546.0 (22)申请日 2022.05.16 (71)申请人 上海贝特威自动化科技有限公司 地址 201109 上海市嘉定区马陆镇横仓公 路2465号2幢301室 (72)发明人 吴昊　陈红光　卢兴中　 (74)专利代理 机构 上海互顺专利代理事务所 (普通合伙) 31332 专利代理师 韦志刚　曹月明 (51)Int.Cl. G06V 10/46(2022.01) G06V 10/75(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种基于SIFT和C M的变形目标定位 算法 (57)摘要 本发明属于模板匹配技术领域， 且公开了一 种基于SIFT和CM的变 形目标定位算 法， 包括以下 步骤： S1.对图像和模板建立若干层金字塔； S2. 对顶层模板和顶层图像采用SIFT算法得到若干 对匹配点， 并根据最近距离和次近距离的比值筛 选出一部分匹配点对； S3.设置离群点距离阈值， 采用RANSAC算法从上一步筛选出的匹配点对中 挑出离群点最少的三对匹配点， 并保存相应的仿 射变换矩阵； S4.从上一步保存的仿射变换矩阵 中解析出旋转角度θ， x方向缩放系数scalex， y 方向缩放系数scaley， 模板的坐标系原点在图像 上的位置， 即得顶层模板在顶层图像上的定位结 果。 本发明能减少计算量， 快速地定位出变形目 标， 具有较好的实时性， 同时具有较高的定位精 度。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 114926659 A 2022.08.19 CN 114926659 A 1.一种基于SIFT和C M的变形目标定位 算法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1.对图像和模板建立若干层金字塔； S2.对顶层模板和顶层图像采用SIFT算法得到若干对匹配点， 并根据最近距离和次近 距离的比值筛 选出一部分匹配点对； S3.设置离群点距离阈值， 采用RANSAC算法从上一步筛选出的匹配点对中挑出离群点 最少的三对匹配点， 并保存相应的仿射变换矩阵； S4.从上一步保存的仿射变换矩阵中解析出旋转角 度θ， x方向缩放系数scalex， y方向 缩放系数scaley， 模板的坐标系原点在图像上的位置， 即得顶层模板在顶层图像上的定位 结果； S5.分别以θ,scalex,scaley为中心做邻域， 得到U( θ )， U(scalex)， U(scaley)， 将这三 个邻域做笛卡尔积， 再对底层模板做相应的变换 得到一系列的模板； S6.将顶层定位结果中的坐标(x0,y0)乘以某个放大倍数投影到底层图像上， 得到底层 模板的坐标系原点在底层图像上的大致坐标(x1,y1)， 以(x1,y1)为中心做一个邻域， 将S5中 得到的一系列模板的坐标系原点在该邻域中滑动并计算chamfer  distance， 找出最小 chamfer distance所对应的模板及其位置， 该模板对应的旋转角度， x 方向缩放系数， y方向 缩放系数， 坐标系原点在图像上的坐标， 即是最终的定位结果。 2.根据权利 要求1所述的一种基于SIFT和CM的变形目标定位算法， 其特征在于： 所述S2 中通过对顶层 模板和顶层图像采用SIFT算法， 分别检测特征点， 计算特征点描述， 对模板每 一个特征点描述， 在图像所有特征点描述中找出与之最匹配的两个特征点描述， 并计算最 近距离和次近距离的比值， 如果比值小于设定的阈值， 则将该模板特征点和与之最匹配的 图像特征点作为 一个匹配对。 3.根据权利 要求1所述的一种基于SIFT和CM的变形目标定位算法， 其特征在于： 所述S3 步骤中对上一步得到的匹配点对， 进行若干次迭代， 每次迭代从匹配点对中随机抽取三对 匹配点， 将它 们的坐标代入如下 所示的方程组中， 其中， xi,yi(i＝1,2,3)是模板特征点在模板坐标系下的坐标， ui,vi(i＝1,2,3)是相应 的匹配点在图像上的坐标， 解该 方程组， 将解向量重组成如下 所示的仿射变换矩阵， 对每一对匹配点， 将模板特 征点进行仿射变换， 如下 所示，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114926659 A 2计算点(x',y')和模板特征点匹配点的欧式距离， 若距离超过设定的阈值， 则该匹配点 为离群点， 如此， 算出该仿射变换对应的离群点个数， 并保存最少离群点所对应的仿射变换 矩阵。 4.根据权利 要求1所述的一种基于SIFT和CM的变形目标定位算法， 其特征在于： 所述S5 中对U( θ )， U(scalex)， U(scaley)做笛卡尔积得到A＝U(scalex) ×U(scaley) ×U( θ )， 对A中 的每个元素， 将底层模板做相应的仿射变换， 即得到一系列的模板 。 5.根据权利 要求1所述的一种基于SIFT和CM的变形目标定位算法， 其特征在于： 所述S6 将底层图像做边 缘检测， 再做 距离变换， 得到距离图像D； 令金字塔层数为nlevel， 则将顶层定位结果中的坐标(x0,y0)乘以2nlevel‑1， 得到底层模 板的坐标系原点在底层图像上的大致坐 标(x1,y1)， 即(x1,y1)＝2nlevel‑1×(x0,y0)， 设定半径 R， 以(x1,y1)为中心， R为半径做一个方形邻域， 将上一步得到的一系列模 板的坐标系原点在 该邻域中滑动， 并计算每 个位置的c hamfer distance。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114926659 A 3