[发明专利]一种基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法

权利要求书

1.一种基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法，包括以下步骤：

Step1、读取仪表图像；

Step2、对仪表图像进行相关预处理，使之成为较为清晰的二值化仪表图像；

Step3、通过随机选取起始扫描行的方法在二值化仪表图像中的表盘轮廓线上提取若干点，并保存这些点的具体坐标值；

Step4、对Step3中提取的点坐标进行处理，去除其中不可靠的点坐标，保存余下的较可靠的点坐标；

Step5、对圆的基本方程进行参数变换，使之成为只与圆心坐标相关的线性方程；

Step6、将Step4中保存的点坐标作为Step5中线性方程的参数输入，建立一定规模的线性方程组；

Step7、利用总体最小二乘法对Step6中的线性方程组进行求解，得到仪表图像中心点。

2.根据权利要求1所述的基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法，其特征在于：所述的Step2中的图像预处理包括利用prewitt边缘检测法对仪表图像进行边缘化检测。

3.根据权利要求1所述的基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法，其特征在于：所述的Step3中提取的若干点来自于仪表图像的表盘轮廓，且起始扫描点随机选取，其它点的选取则在起始扫描行的相邻各行。

4.根据权利要求1所述的基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法，其特征在于：所述的Step4中的对提取的点坐标的处理方法采用粗大误差的处理方法，将提取的点分为五个相邻点的矩阵坐标转换为以mm为单位的方位坐标，其坐标变化很小，可将其当作某一个点的坐标的测量结果，采用遵循适用于测量次数较小的罗曼诺夫斯基准则进行粗大误差处理。从而去除干扰点的影响。

5.根据权利要求1所述的基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法，其特征在于：所述的Step5中对圆的基本方程做的参数变换为只与圆心坐标相关的线性方程

2a(x1-x2)+2b(y1-y2)=(x12-x22)+(y12-y22)]]>

也即

(2(x1-x2)2(y1-y2))ab=x12-x22y12-y22]]>

其中，x₁，x₂，y₁，y₂为圆上的点的坐标，a，b为圆心坐标。

6.根据权利要求1所述的基于总体最小二乘的仪表图像中心点提取方法，其特征在于：Step7中圆心坐标的提取使用的是总体最小二乘法，具体包括以下步骤：

S7-1、给定x初值x0=a0b0,]]>取定步长h_a，h_b；

S7-2、记c_i^T是C的第i行，d_i是D的第i个元素，计算

γ=Σi=1m|ciTx0-di|2x0Tx0+1]]>

若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；其中ε为设定的最大允许误差；否则进行S7-3；

S7-3、取x1=a0+hab0,]]>按S7-2中的公式求γ，若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；否则取x1=a0b0+hb,]]>按S7-2中的公式求γ，若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；否则取x1=a0+hab0+hb,]]>按S7-2中的公式求γ，若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；否则进行S7-4；

S7-4、取xj=a0+jhab0+(j-1)hb]]>按S7-2中的公式求γ，若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；否则取xj=a0+(j-1)hab0+jhb,]]>按S7-2中的公式求γ，若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；否则取xj=a0+jhab0+jhb,]]>按S7-2中的公式求γ，若γ<ε，则x=x₀，求解过程结束；j加1，循环进行S7-4；直到γ<ε；S7-5、结束。