[发明专利]基于曲线拟合的改进细化算法

权利要求书

1.在基于网格投影的三维重建过程中，网格线条交点的细化质量将对后续三维重建精度有很大影响。基于数学形态学细化算法，提出了一种结合曲线拟合优化该算法在网格线条三叉交点处的细化处理方法。为了使得形态学算法适时停止，同时受到最大正方形方法的启发，设计一个最大菱形窗口，进而通过这样的菱形窗口判断交叉点区域的细化情况，适时终止形态学算法的迭代进程。判断及终止过程如下：

第一步，在每次形态学算法迭代结束后，使用该菱形窗口遍历图像，并计算窗口中的前景点总数。

第二步，当某点为中心像素的菱形区域内前景像素点介于设定的最大阈值和最小阈值之间时，细化算法迭代终止。

第三步，最大阈值的设定：在初始状态下，一定存在某个中心像素所在区域在菱形窗口内全部为前景点，由于随着细化算法的进行前景点逐渐减少，会出现不再有中心像素点所在区域在菱形窗口内全部为前景点，因此，一般设定菱形窗口内的全部像素点的数量和作为最大阈值。

第四步，最小阈值的设定：在应用菱形窗口过程中，专注于交叉部分的细化情况，为了屏蔽在遍历过程中非交叉点部分即直线部分对菱形窗口计算的干扰，设定一个最小阈值，经过实验，一般将最小阈值设定为L+L-2(L为菱形窗口的最大宽度)，即有一条2像素宽的直线通过菱形最宽部分情况。

2.根据权利要求1所述的菱形窗口判断交叉点区域的细化情况，适时终止形态学算法的迭代进程，在此之后，菱形窗口使得形态学算法在交叉点处尚未畸变时停止，为了实现细化后更精确的网格交叉点，将采用最小二乘法曲线拟合的方法，处理过程如下：

第一步，提取竖直方向线条所包含的所有像素点，即图像每一行中具有最小列坐标的前景点。

第二步，提取交叉点区域中除交叉区域外水平方向曲线所包含特征点，根据像素点提取结果，可以得到尚未细化完善的像素点的列坐标。

第三步，利用所提取的竖直方向、水平方向像素点坐标，分别采用最小二乘法拟合竖直方向曲线和水平方向曲线，这两条曲线的方程分别为通过最小二乘法计算a₁到a₆这6个系数，拟合成功后，联立两条曲线方程，求得两条曲线的交点，即为希望得到的更精确的交叉点坐标。

第四步，将第二步中获得的尚未细化完全的像素点列坐标，代入拟合后水平方向曲线的方程，即可得到对应的像素点行坐标。

第五步，计算得到的交叉点区域像素点取代原交叉点区域，实现交叉点区域的精确细化。