一种基于聚类遗传算法的多目标图像识别方法，其步骤为：a.预先在计算机的存储器中储存一组基于灰度的模板图像；b.将含有多目标子图像的载体置于CCD视频图像采集镜头下；c.将取得的视频信号传到图像卡，由计算机对该信号进行处理，应用基于灰度的模板匹配方法和适应度图景构造聚类规则，用相似度来衡量图像之间的匹配程度，d.循环反复，直到得出与模板图像指定灰度值相匹配的各目标子图像的绝对位置坐标位置。本发明能自动准确确定判别场景图像中存在的目标图像数目及中心，减少了单幅图像的识别时间，提高了识别效率，实现了多目标图像识别的自动化。可用于半导体设备及其他自动化设备的机器视觉系统中的图像定位及缺陷检测。