[發明專利]一種對圖像中的圖形區域進行歸一化處理的方法

在審

• 申請號: 201710284256.3
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN106991664A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 田存偉;葛廣英;陶承陽;王宗良;閆存瑩
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T3/40;G06T3/20
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司37219
• 代理人: 葉亞林

技術領域

本發明涉及一種對圖像中的圖形區域進行歸一化處理的方法，屬于圖像處理的技術領域。

背景技術

在圖像處理中，很多圖像中存在橢圓形、不等邊三角形、接近于正方形的平行四邊形或矩形(簡稱類正方形)。而圖像中的這些圖形往往由于相機拍攝角度原因，由圓形、等邊三角形、正方形發生幾何畸變而形成。拍攝角度千差萬別，對同一圖像目標拍攝形成的畸變后的形狀也千差萬別。但圓形畸變后會變成橢圓、等邊三角形畸變后會變成不等邊三角形、正方形畸變后會變成矩形或平行四邊形。如需對圓形、三角形、正方形進行自動識別或匹配，則需將其轉化為標準大小的圓形、標準大小的等邊三角形、標準大小的正方形。

雙線性插值算法、Hough變換檢測算法是現有技術中圖像處理和模式識別常用的算法。

將Hough變換檢測算法推廣到檢測曲線，稱為廣義霍夫變換(GHT)。廣義霍夫變換是檢測圓的有效方法，但由于圓的半徑、坐標有三個自由參數，采用廣義霍夫變換，計算量龐大、需要大量的內存。概率霍夫變換(Progressive Probabilistic Hough Transform，縮寫為PPHT)可有效克服上述缺陷。文獻：[1]袁理，葉露，賈建祿.基于Hough變換的橢圓檢測算法[J].中國光學與應用光學,2010年8月,3(4):379-384.公開了Hough變換檢測橢圓的原理。文獻：[2]黎海兵,易衛東.一種高效檢測圖像中是否有三角形的算法[J].中國圖象圖形學報,2008,13(3):456-460.公開了Hough變換三角形檢測算法。文獻：[3]李強兵,劉文予.基于Hough變換的快速矩形檢測算法[J].微計算機信息,2007,23(31):248-250.公開了Hough變換矩形檢測算法。文獻：[4]張興會,劉玲,杜升之,等.車牌照定位及傾斜校正方法研究[J].系統工程與電子技術,2004,26(2):237-239.公開了一種平行四邊形檢測算法。但并未針對橢圓、三角形、類正方形等特殊形狀提出歸一化處理算法。

透視變換也是圖像處理中常用的一種方法。文獻[8]代勤,王延杰,韓廣良.基于改進Hough變換和透視變換的透視圖像矯正[J].液晶與顯示,2012,27(4):552-556.公開了透視變換的具體過程。

交通標志圖像中，圓形、等邊三角形和正方形圖像所占比例很大。對于圓形、等邊三角形、正方形的歸一化處理，可用于基于視頻的道路交通標志識別系統。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種對圖像中的圖形區域進行歸一化處理的方法。

本發明的技術方案為：

一種對圖像中的圖形區域進行歸一化處理的方法，所述圖像中圖形區域的輪廓為橢圓，包括步驟如下：

根據透視變換的原理，二維圖像經過透視變換后的新坐標為：

其中(x，y)是原圖像的像素坐標，(u，v)是透視變換后圖像的像素坐標，a，b，c，d，e，f，m，l是透視變換參數；

式(2)的矩陣形式為：

在原圖像中的四個像素點坐標記為(x₁，y₁)(x₂，y₂)(x₃，y₃)(x₄，y₄)，相應的透視變換后圖像中對應點的坐標記為(u₁，v₁)(u₂，v₂)(u₃，v₃)(u₄，v₄)，可得：

將式(4)記為：B＝AM (5)

則：M＝A^-1B (6)

由(2)式得：

用矩陣可表示為：

透視變換的反變換公式：

E1)橢圓的一般方程為：

Ax²+Bxy+Cy²+Dx+Ey+1＝0 (10)

長軸傾角為θ：

橢圓的圓心坐標為：

橢圓的長、短半軸的長度分別為a和b，滿足：