２０１８年８月 第３６卷第４期 西北工业大学学报 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ Ａｕｇ．２０１８ Ｖｏ１．３６ ＮＯ．４
基于均值漂移的快速模板匹配算法
段亮弟，宋平，陈众，赵鹏
（６３８７０部队，陕西华阴７１４２００）
摘要：提出了一种基于均值漂移和模板匹配的目标跟踪算法。算法工作时分为预测、模板匹配与目
标定位及模板更新３个阶段。在预测阶段，结合上一帧跟踪得到的目标位置，利用均值漂移方法对目 标位置进行预测，并以预测位置为中心、以相应的大小为覆盖范围定义模板匹配的搜索波门；在模板
匹配阶段，采用快速模板匹配算法，将目标模板与搜索波门进行由粗到精的快速匹配，并计算所得匹 配结果与目标模板的匹配程度，如果该匹配度大于给定的阈值，则将快速模板匹配的结果作为当前帧
图像的跟踪结果，否则，以均值漂移算法预测的目标位置作为当前帧图像的跟踪结果，最后由当前帧
的跟踪结果控制模板更新过程以更新目标的模板，最终完成对目标的稳定跟踪。同时该算法结合颜 色和边缘特征对旋转、变形不敏感的优点提高跟踪的鲁棒性。该方法运算速度快，准确度高，能够满
足实时性要求。
关键词：算法；帧图像；图像处理；目标位置；目标跟踪；均值漂移；模板匹配；目标模板
中图分类号：ＴＰ３０１．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００．２７５８（２０１８）０４．０７９２—０８
目标跟踪是计算机视觉的一个重要分支，其在 军事侦察、精确制导、火力打击、战场评估以及安防 监控等诸多方面均有广泛的应用前景。目标的不定
向运动改变了目标和场景的外观模式、非刚性目标 结构，目标间及目标与场景间的遮挡、摄像机的运动 等情况使目标跟踪任务变得更加困难。
跟踪单目标最常用的方法是模板匹配方法，它
一直以算法简单、易于实现等优点被广泛应用于光 电吊舱的目标跟踪器中。但模板匹配算法是一种穷
尽搜索，当目标运动过快时，需要加大搜索波门，模 板匹配的计算量会成倍增加，对工程应用来说实时 性难以保证；另外，模板匹配算法对目标形变敏感， 当目标发生旋转、变形等姿态变化时，目标特征受到
第４期 ２００７年ｌ２月 电光系统 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏ—ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｎｏ．４ Ｄｅｅ．２ＯＯｒ７ 目标快速投影模板匹配算法技术研究 唐博，牛秦洲 桂林工学院电子与计算机系，广西桂林５４１００４ 摘要：在分析了传统的模板匹配方法后，提出了快速投影模板匹配的算法。该算法通过将二维图像进行 水平投影处理将匹配转化一维数轴上的运算，在失测的情况下，通过二维模板匹配进行进一步识别。从而 在不影响匹配精度的前提下提高了匹配效率。试验表明，这种算法可以满足生产实践中对识别精度和速 度的要求。 关键词：模板匹配；水平投影；图像处理；模式识别 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ｂ １ 引言 近年来，我国啤酒的生产消费能力不断提 升。为实现啤酒瓶生产线的自动化生产检测，需 要通过在线识别残次品的模具号及生产日期等 数字信息，完成对残次品的分拣。然而在识别过 程中，由于玻璃上的字符是靠表面的凸起形成 的，字符的材质与背景相同，所以在成像时，字符 的轮廓是依靠其表面不同强度的反射光而形成 的。对于啤酒瓶而言，其图象灰度的区域均匀性 很差，加上周围环境带来的噪声干扰，字符易成 呈断裂和不连续状。如果采用传统的模板匹配方 式下，一般需要做０（（ｎ—Ｐ＋１）×（ｍ—Ｐ＋１）× Ｐ×ｇ）次计算（假设待识别图象为ｍ×ｎ，而模板 图象为Ｐ×ｇ），这需要耗费大量时间，无法满足 在线检测的要求，尽管有许多对此方法进行改进 的方法，但并未产生在计算复杂度的指数级上的 改进，而且匹配的准确度也不能满足生产需要。 本文提出的基于二值图一维水平投影的快速模 板匹配方法，是将有效分害０后的数字字符图象进 行二值化处理，剔除灰度信息，然后对其做水平 投影，将得到的水平投影图象与编制好的投影模 板库进行归一化互相关求匹配。它将图像匹配的 复杂度降低到了Ｄ （ｎ—Ｐ＋１）×（ｍ×ｎ＋（ｍ —ｇ＋１）×ｇ＋ｋ×Ｐ×ｇ））（其中ｋ值表示一维水 平投影匹配成功的次数，在实际情况中，由于ｋ× Ｐ×ｇ的值远／Ｊ、于（ｎ—Ｐ＋１）×（，ｎ×ｎ＋（，ｎ—ｇ ＋１）×ｇ）的值，所以一维水平投影匹配的复杂 度可以由Ｄ （ｎ—Ｐ＋１）×（，ｎ×ｎ＋（，ｎ—ｇ＋１） ×ｇ）来近似表示）。由于在投影中噪声相互抵 消，还能减少漏判，误判的几率。实验表明对０— ９这十个数字，此方法实现的匹配正确率可以达 到９５％以上。 ２图象的一维投影匹配 ２．１ 图象的一维水平投影 假设有像素为ｎ×ｍ二值图厂（ ，Ｙ），以该图 象左下角为原点以】，轴作一维水平投影可以得 到图形的轮廓信息，如图所示。 （ｏ＇Ｍ）
基于模板匹配的机器视觉话机检测系统
侯海燕
【期刊名称】《现代计算机（专业版）》
【年(卷),期】2013(000)020
【摘 要】As the automatic detection of pipeline products demand is rising,
uses a template to achieve the intelligent telephone testing equipment
matching algorithm, and the software simulation. Uses the system to
detect the key fault, leakage and character printing errors, It can access to
get the product images and detect products at real-time, and has good
visual effect.
【总页数】3页(P63-65)
【作 者】侯海燕
【作者单位】无锡科技职业学院软件与服务外包学院，无锡 214028
【正文语种】中 文
【相关文献】
1.基于机器视觉检测印刷码的改进模板匹配算法研究 [J], 钱俞好;周军;田胜;李少辉
2.基于模板匹配的可扩展凸轮轴质量检测系统 [J], 吴源远;张秋菊
3.基于二次模板匹配的防松垫片安装机器视觉检测 [J], 王广伟;孙大为;李铸国;吴毅雄 4.基于模板匹配的可扩展凸轮轴质量检测系统 [J], 吴源远;张秋菊
5.基于图像识别模板匹配技术的工业检测系统设计 [J], 张建渊
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基于PCA和分块FFT的快速模板匹配算法
黄晓辉;刘尚文;刘兴钊;于秋则
【期刊名称】《太赫兹科学与电子信息学报》
【年(卷),期】2011(009)004
【摘 要】图像匹配算法作为一种经典的图像识别算法,在计算机底层视觉处理中占有重要地位.在理论界,对该算法的讨论和研究由来已久,也提出了基于像素灰度、基于图像特征等的匹配算法.本文所提出的匹配算法主要基于模板特征,通过结合主分量分析(PCA)、分块快速傅里叶变换(FFT)等技术实现了高效快速的图像匹配算法.在对具有大量相似目标的图像进行检测的应用中,该算法取得了良好的效果.%As
one of the classic image recognition algorithms, image matching algorithm
plays an important role in computer low-level vision technology. In
theoretical field, discussions and studies of the algorithm have a long
history, and some algorithms based on image pixel gray level or image
features have been proposed. The matching algorithm proposed in this
paper is mainly based on template features and by using the combination
of technologies including Principal Component Analysis(PCA) and blocking
Fast Fourier Transform(FFT) to implement fast algorithm. In the application
