1.一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,包括以下步骤:
根据模板图像构建模板图像金字塔,并根据目标图像构建目标图像金字塔,所述模板图像金字塔与所述目标图像金字塔的层数相同;
对所述模板图像金字塔的各层图像以预设的角度步长进行旋转处理,得到多个旋转图像,进而根据所述旋转图像确定关键像素点;
根据所述关键像素点在所述目标图像金字塔的顶层图像中筛选出与所述旋转图像的相关系数最高的第一匹配区域,并确定所述第一匹配区域的第一左上角坐标和第一旋转角度;
根据所述第一左上角坐标和所述第一旋转角度对所述目标图像金字塔的各层图像进行逐层搜索,直至确定所述目标图像金字塔的底层图像中与所述旋转图像的相关系数最高的第二匹配区域,并确定所述目标图像的旋转角度。
2.根据权利要求1所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,所述根据模板图像构建模板图像金字塔,并根据目标图像构建目标图像金字塔这一步骤,其具体包括:
获取模板图像和目标图像;
对所述模板图像进行高斯滤波处理,进而对处理后的模板图像进行下采样,生成预设层数的模板图像金字塔;
对所述目标图像进行高斯滤波处理,进而对处理后的目标图像进行下采样,生成预设层数的目标图像金字塔。
3.根据权利要求1所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,所述对所述模板图像金字塔的各层图像以预设的角度步长进行旋转处理,得到多个旋转图像,进而根据所述旋转图像确定关键像素点这一步骤,其具体包括:
确定所述模板图像金字塔中各层图像对应的角度步长,其中,每一层图像对应的角度步长均大于下一层图像对应的角度步长;
对所述模板图像金字塔的各层图像以对应的角度步长进行旋转处理,得到多个不同旋转角度的旋转图像;
利用susan算子对所述旋转图像进行处理,得到所述旋转图像的边缘像素点;
确定以所述边缘像素点为中心的第一矩形框内的像素点为关键像素点。
4.根据权利要求1所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,所述根据所述关键像素点在所述目标图像金字塔的顶层图像中筛选出与所述旋转图像的相关系数最高的第一匹配区域,并确定所述第一匹配区域的第一左上角坐标和第一旋转角度这一步骤,其具体包括:
计算所述模板图像金字塔的顶层图像对应的各旋转图像的关键像素点与所述目标图像金字塔的顶层图像中各个区域的第一相关系数;
确定所述第一相关系数大于等于预设的第一阈值,则计算所述模板图像金字塔的顶层图像对应的各旋转图像的全部像素点与所述目标图像金字塔的顶层图像中各个区域的第二相关系数;
确定所述目标图像金字塔的顶层图像中使得所述第二相关系数最大的区域为第一匹配区域,并确定所述第一匹配区域的左上角坐标为第一左上角坐标、确定所述第一匹配区域对应的旋转图像的旋转角度为第一旋转角度。
5.根据权利要求1所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,所述根据所述第一左上角坐标和所述第一旋转角度对所述目标图像金字塔的各层图像进行逐层搜索,直至确定所述目标图像金字塔的底层图像中与所述旋转图像的相关系数最高的第二匹配区域,并确定所述目标图像的旋转角度这一步骤,其具体包括:
根据所述第一左上角坐标确定所述目标图像金字塔的第二层图像的若干个搜索区域,并根据所述第一旋转角度在所述模板图像金字塔的第二层图像对应的旋转图像中选取出若干个待搜索图像;
计算所述待搜索图像中全部像素点与所述搜索区域的第三相关系数,并确定使得所述第三相关系数大于等于预设的第二阈值的搜索区域和待搜索图像,从而得到所述目标图像金字塔的第二层图像对应的匹配区域的左上角坐标和旋转角度;
根据得到的左上角坐标和旋转角度对所述目标图像金字塔的下一层图像进行搜索,直至确定所述目标图像金字塔的底层图像中与所述旋转图像的相关系数最高的第二匹配区域,并根据所述第二匹配区域的旋转角度得到所述目标图像的旋转角度。
6.根据权利要求5所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,所述根据所述第一左上角坐标确定所述目标图像金字塔的第二层图像的若干个搜索区域,并根据所述第一旋转角度在所述模板图像金字塔的第二层图像对应的旋转图像中选取出若干个待搜索图像这一步骤,其具体包括:
根据所述第一左上角坐标确定搜索区域中心坐标,并确定以所述搜索区域中心坐标为中心的第二矩形框内的若干个区域为搜索区域;
根据所述模板图像金字塔的顶层图像对应的角度步长、第二层图像对应的角度步长以及所述第一旋转角度确定待搜索角度区域,进而根据所述待搜索角度区域在所述模板图像金字塔的第二层图像对应的旋转图像中选取出若干个待搜索图像。
7.根据权利要求5所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法,其特征在于,所述第三相关系数的计算公式为:
其中,l表示第三相关系数,t表示待搜索图像中像素点的像素值,t_mean表示待搜索图像中所有像素点的像素平均值,s表示搜索区域中像素点的像素值,s_mean表示搜索区域中所有像素点的像素平均值。
8.一种基于归一化互相关的模板匹配系统,其特征在于,包括:
图像金字塔构建模块,用于根据模板图像构建模板图像金字塔,并根据目标图像构建目标图像金字塔,所述模板图像金字塔与所述目标图像金字塔的层数相同;
关键像素点确定模块,用于对所述模板图像金字塔的各层图像以预设的角度步长进行旋转处理,得到多个旋转图像,进而根据所述旋转图像确定关键像素点;
第一匹配区域确定模块,用于根据所述关键像素点在所述目标图像金字塔的顶层图像中筛选出与所述旋转图像的相关系数最高的第一匹配区域,并确定所述第一匹配区域的第一左上角坐标和第一旋转角度;
逐层搜索模块,用于根据所述第一左上角坐标和所述第一旋转角度对所述目标图像金字塔的各层图像进行逐层搜索,直至确定所述目标图像金字塔的底层图像中与所述旋转图像的相关系数最高的第二匹配区域,并确定所述目标图像的旋转角度。
9.一种基于归一化互相关的模板匹配装置,其特征在于,包括:
至少一个处理器;
至少一个存储器,用于存储至少一个程序;
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行,使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至7中任一项所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法。
10.一种计算机可读存储介质,其中存储有处理器可执行的程序,其特征在于,所述处理器可执行的程序在由处理器执行时用于执行如权利要求1至7中任一项所述的一种基于归一化互相关的模板匹配方法。