[發明專利]橢圓目標的亞像素邊緣定位方法

有效

• 申請號: 200910028023.2
• 申請日: 2009-01-05
• 公開（公告）號: CN101465002A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發明（設計）人: 達飛鵬;張虎
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司
• 代理人: 陸志斌

1.一種橢圓目標的亞像素邊緣定位方法，其特征在于：

第1步：對圖像進行除噪、Sobel算子邊緣檢測，然后提取橢圓目標的邊緣點，記錄邊緣點的總數count_pixel，并儲存像素級邊緣點的坐標，表示為(x_p，y_p)，p＝1，2，3…count_pixel；

第2步：利用第1步提取的橢圓目標的邊緣點，求取橢圓一般方程x²+A_exy+B_ey²+C_ex+D_ey+E_e＝0的系數A_e、B_e、C_e、D_e、E_e，進而求得橢圓的中心坐標(x_co，y_co)為：

橢圓的長軸長度為：

橢圓的短軸長度為：

第3步：對橢圓目標進行亞像素邊緣定位，具體步驟如下：

第3.1步：求取橢圓目標的目標灰度h₁和背景灰度h₂，具體步驟如下：

第3.1.1步：在橢圓目標邊緣周圍選取以初步獲取的橢圓目標的中心(x_co，y_co)為中心的內外兩個正方形，內正方形被橢圓目標包容，外正方形包容橢圓目標，內正方形的邊長長度為橢圓目標短軸長度與2～3像素的裕量之差的兩倍，外正方形的邊長長度為橢圓目標長軸長度與2～3像素的裕量之和的兩倍；

第3.1.2步：記錄內、外正方形四個邊長上的圖像像素點的個數，分別表示為count_inside、count_outside，并將內、外正方形四個邊長上的圖像像素點的灰度值分別存儲于數組ain_i，i＝1，2，3…count_inside和aout_j，j＝1，2，3…count_outside中；

第3.1.3步：分別對數組ain_i、aout_j按數值大小排序，選取ain_i中位于中間的N_inside個元素的均值作為目標灰度h₁，選取aout_j中位于中間的N_outside個元素的均值作為h₂，其中，N_inside為80％×count_inside取整后的結果，N_outside為80％×count_outside取整后的結果；

第3.1.4步：對橢圓目標的像素級邊緣點(x_p，y_p)，若x_p＞x_co，則像素級邊緣點(x_p，y_p)位于橢圓目標的右半平面，若x_p≤x_co，則像素級邊緣點(x_p，y_p)位于橢圓目標的左半平面；若橢圓目標的灰度值比背景值灰度大，則將橢圓目標左半平面的背景灰度和目標灰度互換，橢圓目標右半平面的目標灰度和背景灰度則保持不變；若橢圓目標的灰度值比背景灰度值小，則將橢圓目標右半平面的背景灰度和目標灰度互換，橢圓目標的左半平面目標灰度和背景灰度則保持不變；

第3.2步：對像素級邊緣點(x_p，y_p)求取邊緣角度θ，計算公式為：

其中，A_e、B_e、C_e、D_e、E_e為第2步中獲取的橢圓一般方程的系數；

第3.3步：求取像素級邊緣點與真實邊緣點的間距l，具體步驟如下：

第3.3.1步：根據實際系統精度和快速性選定模板維數N_c，N_c為3、5或7，生成相應維數的零階矩模板；

第3.3.2步：將以像素級邊緣點為中心的N_c×N_c鄰域像素的灰度值與第3.3.1步中所選取的零階矩模板進行卷積，求出零階矩數值M₀₀；

第3.3.3步：求取橢圓背景區域所在邊緣模型內的面積S₂，計算公式為：

其中，M₀₀為第3.3.2步求取的零階矩數值，h₁、h₂分別為第3.1步求取的橢圓目標的目標灰度和背景灰度；

第3.3.4步：用查表法根據下式求取變量β，

其中，S₂為第3.3.3步求取的橢圓背景區域所在邊緣模型內的面積；

第3.3.5步：求取真實邊緣與像素級邊緣點的間距l，計算公式為：

l＝cosβ

第3.4步：對于像素級邊緣點(x_p，y_p)，求出對應的實際圖像邊緣的亞像素坐標(x_sub，y_sub)，計算公式為：

其中，N_c為選取的模板維數，l為第3.3.5步求取的真實邊緣與像素級邊緣點的間距，θ為第3.2步求取的邊緣角度；

第3.5步：對第1步中存儲的每一個像素級邊緣點，重復3.1.4～3.4的操作，求取該橢圓目標的所有精確的亞像素邊緣點的位置。