[发明专利]一种图像检测和测量方法

说明书

本发明公开了一种图像检测和测量方法，涉及图像检测技术领域，包括：步骤1、通过投票机制得到初始圆参数，圆参数包括圆心坐标及圆的半径；步骤2、通过L1范数优化对步骤1中初始圆参数进一步细化求精，得到最终的精确结果。本发明通过投票机制快速可靠地检测出图像中圆的大概位置和参数，再通过L1范数优化得到最终的精确结果。

技术领域

本发明涉及图像检测技术领域，尤其涉及一种图像检测和测量方法。

背景技术

在众多图像检测系统中，快速而准确地获取圆心有至关重要的作用。目前求取圆心的常见算法有：形心法，Hough变换法，高斯曲面拟合法，最小二乘曲线拟合法。形心法要求图像灰度分布比较均匀，否则会产生较大误差；Hough变换法需要对每一个边界点逐点投票、记录，计算时间较长，而且占用计算机内存较大，在实际应用中受到限制；高斯曲面拟合是利用圆形光斑的灰度分布近似于高斯模型的原理进行曲面拟合，其定位精度高，但是如果处理圆面积较大，则运算量很大，计算时间长，不适用于实时视觉检测系统中；最小二乘曲线拟合法是最为常见的方法，因为其实现简单，计算量小，在实际中得到广泛应用，但是目前最小二乘曲线拟合法定位圆中往往都是利用求取的像素级边缘点进行最小二乘法拟合圆心，使得其拟合精度受到了一定的限制。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种图像检测和测量方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

具体步骤如下：

步骤1、通过投票机制得到初始圆参数，圆参数包括圆心坐标及圆的半径；

步骤2、通过L1范数优化对步骤1中初始圆参数进一步细化求精，得到最终的精确结果。

优选的，所述步骤1具体包括：

步骤11、轮廓提取，提取图像编辑，得到边界点集合S＝{x_i,y_i}；

步骤12、投票，任意两个距离d≥4像素的边界点做中垂线，所有中垂线相互的交点近似认为初始圆心，如图1所示，A、B、C三为任意三个距离小于等于4的像素点，然后分别做线段AB、AC、BC的中垂线，相交于O点，初步认为O点为初始圆心；

步骤13、得到初始解，将投票后的图像设为V，在V中找出能量最强的圆心点O＝O＝[x₀，y₀]为初始圆心，初始半径r₀的计算公式为：

优选的，所述步骤2具体包括：

步骤21、设理论参数圆参数为：则，

步骤22、求出△x、△y和△r，

圆方程为(x₀+△x-x)²+(y₀+△y-y)²＝(r₀+△r)²,上式去括号得分解方程：x₀²+2x₀△x+△x²+x²-2xx₀-2x△x+y₀²+2y₀△y+△y²+y²-2yy₀-2y△y＝r₀²+2r₀△r+△r²；