[发明专利]数字图像中圆的中心与半径快速检测方法

权利要求书

1.一种数字图像中圆的中心与半径快速检测方法，其特征在于，包括步骤：

步骤S1：采集图像并输入计算机；

步骤S2：利用Canny边缘检测算子计算图像的边缘图；

步骤S3：计算图像中各点的特征圆半径与特征圆能量，获得特征圆半径分布图与特征圆能量分布图；

步骤S4：在固定阈值约束下，在特征圆能量分布图上进行局部极大值检测；

步骤S5：利用特征圆能量与特征圆半径之比验证并剔除不合理的局部极大值点；

步骤S6：利用所述局部极大值点的位置确定圆的中心，利用所述局部极大值点对应的特征圆半径确定圆的半径，输出结果。

2.根据权利要求1所述的数字图像中圆的中心与半径快速检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括：指定一个整数R(R可根据预检测圆的最大半径设置)，对于图像中任一点X(x，y)，考虑以X为圆心R为半径的圆形区域内的边缘点P_i(i＝1，2，...，N)(N为边缘点个数)，分别计算点X与各边缘点的距离d_i＝||X-P_i||(i＝1，2，...，N)(四舍五入为整数)，统计距离d_i的出现次数，将出现频率最高的距离定义为点X处的特征圆半径，记为K(x，y)，相应的出现次数定义为点X处的特征圆能量，记为E(x，y)；计算图像中各点处的特征圆半径与特征圆能量，可获得图像的特征圆半径分布图与特征圆能量分布图。

3.根据权利要求2所述的数字图像中圆的中心与半径快速检测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：记图像中任一点X(x，y)，该点处的特征圆能量为E(x，y)，在阈值T约束下，在特征能量分布图上检测在3×3邻域内为极大值的点，即满足如下条件：

E(x，y)＞T，E(x，y)＞E(x+1，y+1)，E(x，y)＞E(x-1，y-1)，

E(x，y)＞E(x-1，y)，E(x，y)＞E(x+1，y)，E(x，y)＞E(x，y-1)，

E(x，y)＞E(x，y+1)，E(x，y)＞E(x-1，y+1)，E(x，y)＞E(x+1，y-1)。

4.根据权利要求3所述的数字图像中圆的中心与半径快速检测方法，其特征在于，所述步骤S4中阈值T的具体确定方法为：T＝Mean(E)+k·Std(E)，Mean(E)与Std(E)分别表示所述特征圆能量分布图的均值与标准差，比例系数k的取值范围为2～3。

5.根据权利要求4所述的数字图像中圆的中心与半径快速检测方法，其特征在于，所述步骤S5验证并剔除不合理的局部极大值点具体方法为：记步骤S4获得的局部极大值点处的特征圆半径与特征圆能量分别为K(x，y)与E(x，y)，将不满足条件E(x，y)/K(x，y)＞2π·s的局部极大值点剔除，其中比例系数s的取值范围为0.5～0.7。

6.根据权利要求5所述的数字图像中圆的中心与半径快速检测方法，其特征在于，所述步骤S6确定圆的中心与半径的具体方法为：对于经过步骡S5后获得的局部极大值点P(x，y)，记点P(x，y)的特征圆半径为K(x，y)，则可确定图像中一个中心为P(x，y)，半径为K(x，y)的圆。