[发明专利]一种光斑提取及其质心确定的方法

权利要求书

1.一种光斑提取及其质心确定的方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：导入图像，对图像进行预处理，包括基于去雾算法的处理、滤波处理、基于直方图增强算法的处理以及基于彩色特征提取算法的处理，以提高图像质量；

第二步：计算图像彩色特征，得到特征图像；

第三步：阈值分割特征图像，并得到分割二值化图像；

第四步：通过寻找一阶导数交叉点的方法确定光斑的质心所覆盖的基本像素区域；

第五步：使用像素中心区域不饱和点灰度信息高斯拟合来计算光斑中心坐标。

2.如权利要求1所述的光斑提取及其质心确定的方法，其特征在于，采用基于排序统计的矢量中值滤波法对图像进行滤波处理：

首先对于具有N个矢量的集合V＝{v₁,v₂,,…,v_N}，将其通过一个矢量中值滤波器后得到的输出中值为x_VM＝VM{v₁,v₂,,,,v_N}，其中x_vm属于V；对于每个矢量计算它到其余矢量的距离之和即为矢量差值的二范数之和(i＝1，2，…，N)对S_i进行排序，从中选出最小值，记为S_k；则满足的v_k即为输出的中值矢量。

3.如权利要求1所述的光斑提取及其质心确定的方法，其特征在于，用公式来表述有雾图像模型为：

I(x)＝J(x)·t(x)+A[1-t(x)]，t(x)＝exp[-βd] (1)

式(1)中I(x)是观测到的有雾图像，J(x)为待求的无雾图像，t(x)为大气透射率，A表示大气光，β为大气衰减系数，d为场景中物体到摄像位置的距离。

4.如权利要求1所述的光斑提取及其质心确定的方法，其特征在于，经去雾处理后的图像再利用直方图增强算法来放大图形所含的信息；步骤如下：

假设f(i,j)＝I＝{I(i,j)}代表一副数字图像，这里I(i,j)代表在(i,j)点处的图像灰度值；将图像亮度数字化，并分成诸如{I₀,I₁,I₂,...,I_L-1}的L个等级；显然假设n_k代表图像中灰度等级为I_k的像素总个数；使用单阈值T可以将输入图像I分割成二个子图像I_L、I_U：

I＝I_L∪I_U

IL={I(i,j)|I(i,j)≤IT,∀I(i,j)}Iu={I(i,j)|I(i,j)>IT,∀I(i,j)}---(2)]]>

其概率密度函数PDF可以由下式表示：

pL(Ik)=nkN,(k=0,1,2,...,T1)---(3)]]>

pU(IK)=nkN,(K=T1+1,T1+2,,,,,L-1)---(4)]]>

n_k代表子图像I_L、I_U中灰度等级为I_k的像素总个数。N代表整幅图像的像素个数；从而，I_L、I_U的累积密度函数PDF可以定义为：

cL(IK)=Σj=0kpL(Ij),(k=0,1,,,,T)---(5)]]>

cu(IK)=Σj=T+1Kpu(Xj)---(6)]]>

传递函数定义为：

f_L(I_K)＝I₀+(T-I₀)c_L(I_K),(K＝0,1,、、、，T) (7)

f_u(I_K)＝I_T+1+(I_L-1-I_T+1)c_u(I_K),(K＝T+1,T+2,、、、，L-1)(8)

这样，就完成了图像的预处理。