[发明专利]一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法

权利要求书

1.一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征具体包括以下步骤：

1)并行处理框架构建；

2)基于图像下采样的局部极值特征快速提取；

3)基于预设模式的圆形标识局部极值识别；

4)基于查找表的圆形标识感兴趣区域(ROI)快速标记；

5)ROI局部梯度计算；

6)ROI局部分水岭变换。

2.根据权利要求1所述的一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征在于步骤1)并行处理框架构建，具体包括以下步骤：

(1.a)根据桨叶上圆形标识数量Num＝Row×Col，开启大小为Num的线程池；

(1.b)把原始桨叶图像分成Num个图像子块，每个线程处理一个图像子块。

3.根据权利要求1所述的一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征在于步骤2)基于图像下采样的局部极值特征快速提取，具体包括以下步骤：

(2.a)在线程函数中使用中值滤波和高斯滤波对图像子块去噪；

(2.b)在线程函数中对去噪后的图像子块进行倍下采样；

(2.c)在线程函数中采用h极值变换对下采样后的图像子块进行局部极值提取；

(2.d)在线程函数中对局部极值进行连通域标记。

4.根据权利要求1所述的一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征在于步骤3)基于预设模式的圆形标识局部极值识别，具体包括以下步骤：

(3.a)在下采样图像中删除分块边界处只标记了单侧的伪极小值连通域；

(3.b)计算步骤(3.a)保留的各连通域的形状因子，排除圆度和惯性度小的干扰连通域；

(3.c)根据圆形标识矩阵排列的预设模式，识别圆形标识的局部极值。

5.根据权利要求1所述的一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征在于步骤4)基于查找表的圆形标识感兴趣区域(ROI)快速标记，具体包括以下步骤：

(4.a)建立查找表，以(0,0)为圆心，R为半径，根据圆方程计算该圆周上的所有像素坐标，且相邻像素之间满足4-邻域连通；把圆周上的像素坐标保存成一维表；以R为索引，建立不同R的圆周像素坐标二维查找表，其中，R为整数，取值范围满足R₁≤R≤R₂，R₁和R₂分别为最小和最大圆半径；

(4.b)使用查找表，计算下采样图像中圆形标识的局部极小值连通域中心坐标(X_i，Y_i)，然后N倍映射得到原始图像中坐标(N×X_i，N×Y_i)；计算原始图像中相邻圆心距D，确定ROI标记的半径为获取表中半径为的圆周像素坐标；然后每个像素坐标加上偏移量(N×X_i，N×Y_i)，得到中心坐标为((N×X_i，N×Y_i))，半径为的圆周像素集合，作为圆形标识的ROI标记，所有ROI标记统一编号为Num+1。

6.根据权利要求1所述的一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征在于步骤5)ROI局部梯度计算，具体包括以下步骤：

(5.a)以ROI标记圆上的像素为起点，通过邻域迭代把ROI内像素压入队列；

(5.b)根据G＝f_{9_max}-f_{9_min}，计算ROI内每个像素的形态学梯度，其中f_{9_max}是以当前像素为中心的3×3局部窗口内像素灰度最大值，f_{9_min}是以当前像素为中心的3×3局部窗口内像素灰度最小值。

7.根据权利要求1所述的一种直升机桨叶图像中圆形标识的快速分水岭检测方法，其特征在于步骤6)ROI局部分水岭变换，具体包括以下步骤：

(6.a)将步骤(3.c)中圆形标识的极值连通域中心，按顺序标记编号为1至Num；

(6.b)把圆心为(N×X_i，N×Y_i)，半径为的圆作为第i个圆的ROI标记，标记编号为Num+1；

(6.c)把圆心为(N×X_i，N×Y_i)，半径为的圆作为第i个圆局部涨水的虚拟图像边界，即范围标记；

(6.d)根据圆形标识的内标记、ROI标记、范围标记，对步骤(5.b)所得的相应局部梯度图像，进行局部标记分水岭变换。