[发明专利]一种基于同心圆周滤波器的目标对称轴检测方法

权利要求书

1.一种基于同心圆周滤波器的目标对称轴检测方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

(1)构建同心圆周滤波器：将输入的目标图像视为原图img，通过圆周滤波器对原图img进行滤波，提取预设的相应频率得到频率响应图，预设一个频率响应阈值，以大于频率响应阈值的频率处为中心构建一系列圆心相同半径逐渐增大的同心圆周，每个同心圆周也提取频率响应，将小于频率响应阈值的同心圆周舍弃，即得到同心圆周滤波器；

(2)角度统计：首先对原图img提取边缘图像edge，将同心圆周滤波器circleFilter与边缘图像edge进行重叠，重叠处即为采样点，将采样点的坐标从笛卡尔坐标转换为极坐标，然后，以第α层圆周采样点为参考点，计算采样点相对参考点的相对角度，并在不同层采样点的相对角度之间衡量相似性，最后将相似角度视为共线角度以进行共线统计；

(3)角度判定：将角度转换为正切值以解得对称轴方向角度；

步骤(2)中的角度统计的方法如下：

(2.1)首先对img利用canny算子提取边缘图像edge，将edge与circleFilter进行重叠，重叠部分即为采样点，采样点集合：

其中，表示圆周滤波器filter_j上第i个采样点的坐标为(p,q)，而edge(p,q)表示边缘图像edge上坐标(p,q)处的像素值，同理，filter_j(p,q)表示圆周滤波器filter_j在坐标(p,q)处的像素值；

(2.2)利用下式坐标系转换公式得采样点的极坐标表示：

其中，为采样点在极坐标系下的相对于原点的相对角度表示，而为采样点在极坐标系下与原点的距离表示，则是采样点在笛卡尔坐标系下的横坐标，同理，则是采样点在笛卡尔坐标系下的纵坐标；

(2.3)将第α层圆周上的采样点作为参考点，计算其余采样点相对参考点的相对角度，下式以第γ层与第α层为例给出计算的具体方式：

其中，表示最γ层第i个采样点，表示最α层第j个采样点，而就是这两个采样点之间的相对角度；

(2.4)通过衡量其它层采样点与第β层采样点的相对角度相似性，将差异性小于相似阈值的两个采样点认定为共线，共线的两层圆周以相似权重标记：

其中，分别是第i层第q个点与第β层第p个点的相对角度，且都以第α层第j个点为参考点，similarThres为相似阈值，上式约束表明，遍历第i层所有采样点，若是有第i层采样点与的差异性小于相似阈值，那么认定这两层存在共线，而相似权重表示第i层是否包含共线于的采样点，将所有层的相似权重进行求和得到方向上的共线层数：

表示第α层第j个点与第β层第p个点的相对角度的共线层数统计，然而第β层上每一个采样点都应当只归属于前机身、后机身、左机翼、右机翼中的其中一个部件，因此，遍历完所有第α层点以后，在所有不同参考圆周起点的情况下取其可能性最大的统计结果sW_p：

其中，m表示第α层采样点总数，sW_p表示第β层中第p个采样点在所有不同参考圆周起点的情况中，共线层数最多的统计结果，将第β层上所有点的统计结果全部计算完毕得到similarWeight＝[sW₁,...,sW_n]，n表示第β层采样点总数，即统计结果集合；

(2.5)将层数大于共线层数阈值的方向保留，小于阈值的方向上的采样点视为干扰：

其中，表示第β层中第p个共线层数符合条件的统计结果，layerThres为共线层数阈值，pick_num为符合条件的采样点总数，表示筛选掉共线层数小于共线阈值layerThres的统计结果集合。