图像中重复模式的识别

Question

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考虑一个由重复的尺寸不同且未知拓扑结构的图案组成的图像（如下所示）

我们如何找到重复的图案（以及它们的位置）？

- Adi279

一些澄清的问题：我们有模式的最小尺寸吗？在您的示例中，算法可能会找到非常小的对角线。 - pixelpax

一些澄清的问题：我们有一个模式的最小尺寸吗？在您的示例中，算法可能会发现遍布整个图像的微不足道的对角线。如果模式A是模式B的缩小版本，那么A应该匹配B吗？如果是这样，两个轴上会有相等的缩放吗？在这张图片中有几个重复的模式，算法应该返回N组匹配吗？ - pixelpax

我们没有最小模式大小限制。如果A和B是彼此缩放的版本，则可以将它们分类为不同的内容。是的，返回多个（N）组匹配。 - Adi279

2个回答

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一种简单的方法是计算图像的自相关性。通过这种方式，至少可以识别出具有相同大小的块。

更详细的方法在this post中解释。首先，您需要将大图像细分为小图像。

- yar

你能提供一些细节吗？我在图像处理方面没有太多背景知识。任何链接都会很有用。 - Adi279

基本上，这是一个信号（即图像）与其自身进行二维交叉相关的过程。Matlab有一个函数和一个不错的文档可以处理此过程。好处是，通过使用FFT可以非常高效地计算此任务。 - yar

在进行分析之前，我应该了解我要搜索的模式。就我的情况而言，我只是给定了图像，并需要在图像中找到这些模式。 - Adi279

不，您无需了解要搜索的模式。可以对图像进行完全自相关，也可以将图像细分为小块，并将它们与完整图像进行互相关。 - yar

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原文链接

- pixelpax · Accepted Answer

我建议您查看SIFT和RANSAC算法，这可能不完全符合您的需求，但会指导您朝正确的方向发展。这个问题的难点在于您事先不知道要寻找哪些特征，因此需要一些监督算法来帮助您猜测。

开源实现： https://robwhess.github.io/opensift/ 维基百科有一些好链接，以及类似算法的描述。