[发明专利]一种求取图像中规则圆形圆心的方法

摘要

本发明公开了一种求取图像中规则圆形圆心的方法。该方法包括预估图像中圆形半径，在本地生成同大小模板图像，用归一化积相关系数求得匹配坐标；以匹配坐标为中心，截取边长为直径加10像素的正方形区域图像，记录左上角坐标，将截取的图像进行上采样，并进行平滑；对图像进行取阈值操作，分割圆内、圆外区域，求取圆内区域的初始半径，以归一化积相关系数匹配圆心作为初始中心；计算圆心及其周围16个方向上距离为1(步长)在初始半径上的环路积分差；如果中心的环路积分差比周围16方向的大，则结束，否则找到差最大的点作为新的中心、步长减半继续环路积分求差后取；将找到的中心的横纵坐标都除以8加上之前的左上角坐标就是原图中的圆心坐标。

主权项

一种求取图像中规则圆形圆心的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，预估图像中圆形半径，并在本地生成同样大小的圆形模板图像，计算本地模板与输入图像的归一化积相关系数，找到模板与图像中圆形匹配坐标；具体过程为：将预估圆形半径取整为r，在本地生成圆时，先产生一个(2r+10)*(2r+10)方阵，圆心设在方阵的中心(r+5,r+5)处，遍历方阵中的元素(i,j)，其中1≤i,j≤2r+10，分为如下情况：当(r+5‑i)2+(r+5‑j)2<r2时，(i,j)值记为255，当r2<＝(r+5‑i)2+(r+5‑j)2<(r+1)2时，(i,j)值记为100，当(r+1)2<＝(r+5‑i)2+(r+5‑j)2<(r+2)2时，(i,j)值记为50，其余情况，(i,j)值记为0；S2，以归一化积相关匹配坐标为中心，截取边长为直径加10像素的正方形区域图像，记录正方形左上角坐标，将截取的图像进行双线性插值上采样8*8倍，并对上采样图像进行高斯平滑；S3，对平滑后的图像进行取阈值操作，低于阈值的像素标记为圆外区域，大于阈值的像素标记为圆内区域，对标记为圆内的点求面积除以3.14后开平方作为初始半径，求取重心作为初始中心；具体过程为：对平滑后的图像进行取阈值操作，阈值取为预估圆形半径圆周上所有点的最小亮度；对于计算得到的圆周点(xf,yf)，取其周围最近的四个像素值的加权平均作为这个圆周点的值，具体地：如果记其中表示对x下取整，表示对x上取整，则圆周点(xf,yf)的值为：val(xf,yf)=(xup-xf)×(yup-yf)×val(xlow,ylow)+(xup-xf)×(yf-ylow)val(xlow,ylow)+(xup-xf)×(yup-yf)×val(xlow,ylow)+(xf-xlow)×(yf-ylow)val(xup,yup)]]>表示(xlow,ylow)坐标处的像素值,表示(xlow,yup)坐标处的像素值,表示(xup,ylow)坐标处的像素值,表示(xup,yup)坐标处的像素值,将大于最小亮度的点记为圆内，小于最小亮度的点记为圆外；求取圆内面积A，由此计算平滑后圆的半径S4，计算初始中心及其周围16个方向上距离为1的点在初始半径上的环路积分差，其中l即为步长；S5，如果中心的环路积分差比周围16方向的点的环路积分差大，则结束计算环路积分差取最大过程，并转入步骤S6，否则找到环路积分差最大的点作为新的中心，并将步长变为原来的一半继续求环路积分差取最大过程；S6，将找到的中心的横纵坐标都除以8加上所述左上角坐标即为原图中的圆心坐标。