1.一种NCC图像匹配算法酶数值膜系统,其特征在于它包括:
表层膜,所述表层膜用于存储待匹配图像、模板图像和初始化的酶,同时输出计算结果,所述的计算结果为模板图像在原始图像上的匹配位置;
ComputeT膜,所述ComputeT膜用于计算模板图像进行NCC计算时所需的中间参数;
ComputeMatchingGood膜,所述ComputeMatchingGood膜用于计算模板图像在待匹配图像中的匹配位置;
若干个ComputeNccValuelk膜,用于并行计算模板图像在原始图像中每移动一个位置后在该位置处的NCC值。
2.根据权利要求1所述的一种NCC图像匹配算法酶数值膜系统,其特征在于:所述的每个ComputeNccValuelk膜都包括ComputeNumeratorlk子膜和ComputeDenominatorlk子膜,所述ComputeNumeratorlk子膜用于并行计算NCC值的分子,所述ComputeDenominatorlk子膜用于并行计算NCC值的分母。
3.一种基于酶数值膜系统的NCC图像匹配方法,应用权利要求1-2中任一项所述的一种NCC图像匹配算法酶数值膜系统,其特征在于包括以下步骤:步骤一:以原始图像的左上顶点为原点,经过原点的两条边为xy轴建立坐标系,定义原始图像的右下顶点坐标为(M,N),定义模板图像大小为m*n,表层膜根据所述坐标系初始化分配变量;
步骤二:并行生成(M-m)*(N-n)个子图像,所述的子图像为以原始图像坐标(k,l)为起点,以x方向为水平轴,以y方向为垂直轴,以模板图像的宽n为宽、以模板图像的高m为高,所围成的矩形区域,其中,k=0,…M-m,l=0,…N-n;所述(M-m)*(N-n)个子图像和模板图像同时并行计算NCC值,其中,单个子图像S和目标图像T之间NCC值计算公式为:其中,Es为子图像S的平均灰度值;ET为子图像T的平均灰度值;S和T的大小均为(m*n)。
步骤三:ComputeMatchingGood膜串行比较各子图像的NCC值,得到NCC最大值,同时表层膜输出该子图像在原始图像中的位置坐标,系统停止运行。
4.根据权利要求3所述的一种基于酶数值膜系统的NCC图像匹配方法,其特征在于:所述的分配变量包括:待匹配图像中各元素的灰度值aij,图像的分辨率M×N,模板图像各元素的灰度值tlk,模板图像分辨率m×n,第l行k列子图像对应的NCC值scorelk,第l行k列模板图像对应的NCC计算完毕后产生的酶Esclk,所述酶Esclk用于控制ComputeNccValuelk膜是否停止并检测scorelk是否计算完成,所有子图像对应的NCC值的最大值scma,系统输出匹配区域左上角X坐标coodx,系统输出匹配区域左上角Y坐标coody。
5.根据权利要求3所述的一种基于酶数值膜系统的NCC图像匹配方法,其特征在于:所述的步骤二具体为:步骤101:将原始图像中左上角坐标为(l,k)的子图像存储至变量slk中,酶EI控制是否对子图像 中的每个元素赋值;其中,(l,k)代表子图像在原始图像位置左上角坐标;(i,j)表示子图像slk中元素的索引,第i行,第j列,规则 如下:步骤102:计算子图像slk的均值Aveslk,当均值Aveslk被计算出后,将酶EAveslk赋值为
256*256;规则Pr2,ncc和规则Pr3,ncc如下:
步骤103:分别并行计算ComputeNumeratorlk子膜和ComputeDenominatorlk子膜,得到NCC值计算所需的分子和分母;其中ComputeNumeratorlk子膜用于计算NCC分子,ComputeDenominatorlk子膜用于计算NCC分母;
步骤104:将计算ComputeNumeratorlk子膜得到的分子除以计算ComputeDenominatorlk子膜得到的分母,得到该子图像slk的NCC值;规则Pr4,ncc如下:
6.根据权利要求5所述的一种基于酶数值膜系统的NCC图像匹配方法,其特征在于:步骤103所述的计算ComputeNumeratorlk子膜具体包括以下步骤:步骤201:当酶 和酶EAvet都存在,且酶 不小于变量 或者
不小于酶EAvet时,并行执行 得到累加后的NCC分子的值numelk:
其中, 为子图像slk中坐标为(i,j)的元素,Aveslk为子图像slk的均值, 为酶对象,当Aveslk计算出后 有值;
步骤202: 执行完后, 被赋值,Pr2,nume满足执行条件并执行, 赋值
256,大于0,ComputeNumeratorlk膜满足停止执行条件;
7.根据权利要求5所述的一种基于酶数值膜系统的NCC图像匹配方法,其特征在于:步骤103所述的计算ComputeDenominatorlk子膜具体包括以下步骤:步骤301:根据 计算 的值, 规则如下:
其中, 表达式共包括m×n条规则(i,j每取一个值,对应一条规则),所述m×n条规则同时执行,每条所述规则计算得到变量sumdiffslk,sumdiffslk最终的值为所有sumdiffslk的累加值;
步骤302: 执行后, 被赋值,规则Pr2,sumdiff被执行的条件被满足,执行Pr2,sumdiff,将酶 赋值为m*n*2562,ComputeSumDifflk膜停止执行,其中步骤303:在酶 的作用下,Pr1,deno被激活执行,计算出分母denolk,同时酶 被赋值,规则Pr1,deno如下:
8.根据权利要求3所述的一种基于酶数值膜系统的NCC图像匹配方法,其特征在于:所述的步骤三具体包括以下步骤:步骤401:以(0,0)位置处的子图像的NCC值作为NCC最大值;(0,0)作为NCC最大值对应的匹配区域坐标;对应的膜计算规则如下:步骤402:将(l,k)位置处的子图像的NCC值与NCC最大值比较,若(l,k)位置处的子图像的NCC值大于NCC最大值,记录该子图像的位置坐标(l,k),并将NCC最大值用该子图像的NCC值替换;
步骤403:ComputeMatchingGood膜按照子图像的位置坐标从左至右,从上至下的顺序串行执行步骤402,得到所有子图像中NCC值最大的子图像的位置坐标和该子图像的NCC值并保存;对应的膜计算规则如下:......
步骤404:表层膜输出该子图像在原始图像中的位置坐标,系统停止运行;对应的膜计算规则如下:Pr2,matching:0*Ebest11+0*Ebest12+...+0*Ebest(M-m)(N-n)+2*score00(→)1scma+1ED。