[发明专利]数字图像中椭圆相关信息的简单快速提取方法

摘要

本发明涉及一种数字图像中椭圆相关信息的简单快速提取方法，包括：采集图像并输入计算机；计算图像的边缘图；计算图像中各点的对偶点、特征长度与特征能量，获得特征长度分布图与特征能量分布图；阈值约束下在特征能量分布图上进行局部极大值点检测；利用局部极大值点确定椭圆的焦点、长轴与短轴；利用特征能量与椭圆周长之比验证并剔除不合理的椭圆；根据到椭圆的两个焦点距离之和等于长轴这一约束确定椭圆的边界点；输出椭圆相关信息。本发明提供的方法能够简单快速地获取图像中的椭圆信息。

主权项

1.一种数字图像中椭圆相关信息的简单快速提取方法，其特征在于，包括步骤：步骤S1：采集图像并输入计算机；步骤S2：利用Canny边缘检测算子进行边缘检测获得边缘图像；步骤S3：计算图像中各点的对偶点、特征长度与特征能量，获得图像的特征长度分布图与特征能量分布图，具体方式为，对于图像中任一点X(x，y)，指定一个以X为中心R为半径的圆形区域G_R(X)为X的邻域，对于区域G_R(X)内的任意一点X′，按照如下方式定义X在点X′处的特征长度与特征能量：对于区域G_R(X)内的所有边缘点P_i，i＝1，2，...，N，计算P_i到X、X′的距离之和d_i＝||P_i-X||+||P_i-X′||，将距离d_i四舍五入为整数并统计其出现次数，将出现频率最高的距离d_i定义为点X在X′处的特征长度，记为K(X，X′)，相应的出现次数定义为点X在X′处的特征能量，记为E(X，X′)；计算点X在其邻域G_R(X)内各点处的特征长度与特征能量，将特征能量达到最大的位置定义为点X的对偶点，记为P_e(X)，点X在P_e(X)处的特征长度与特征能量定义为点X处的特征长度与特征能量，分别记为K(X)与E(X)；计算图像中各点的对偶点、特征长度与特征能量，获得图像的特征长度分布图与特征能量分布图。步骤S4：固定阈值约束下在特征能量分布图上进行局部极大值点检测，具体方式为，记图像点X(x，y)处的特征能量为E(x，y)，在阈值T约束下，在特征能量分布图上检测在3×3邻域内为极大值的点，即满足如下条件：E(x，y)＞T，E(x，y)＞E(x+1，y+1)，E(x，y)＞E(x-1，y-1)，E(x，y)＞E(x-1，y)，E(x，y)＞E(x+1，y)，E(x，y)＞E(x，y-1)，E(x，y)＞E(x，y+1)，E(x，y)＞E(x-1，y+1)，E(x，y)＞E(x+1，y-1)；所述阈值T的具体确定方法为：T＝Mean(E)+k·Std(E)，Mean(E)与Std(E)分别表示所述特征能量分布图的均值与标准差，比例系数k的取值范围为2～3。步骤S5：确定椭圆的焦点、长轴、短轴并验证剔除不合理的椭圆，具体方式为，对于步骤S4获得的每一个局部极大值点X，记点X的对偶点、特征长度、特征能量分别为P_e(X)、K(x，y)与E(x，y)，则可由此确定焦点分别为X与P_e(X)、长轴为2a＝K(x，y)、短轴为2b=2K2(x,y)-||Pe(X)-X||2]]>的椭圆；验证并剔除不满足条件E(x，y)/C＞s的椭圆，其中为椭圆周长，s的取值范围为0.6～0.8。步骤S6：根据到椭圆的两个焦点距离之和等于长轴这一约束确定椭圆的边界点，具体方式为，对于步骤S5获得的满足验证条件的焦点为X与P_e(X)、长轴为K(x，y)的椭圆，将点X邻域G_R(X)内到点X、P_e(X)距离之和等于K(x，y)的边缘点确定为椭圆的边界点。步骤S7：输出椭圆的焦点、长轴、短轴、边界点信息。