[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于同心圓周濾波器的目標(biāo)對(duì)稱(chēng)軸檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010434592.3
• 申請(qǐng)日: 2020-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111723335B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王鑫;鄧梁;呂國(guó)芳;石愛(ài)業(yè);嚴(yán)勤
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/14
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/14;G06T3/60;G01C1/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運(yùn)紅

1.一種基于同心圓周濾波器的目標(biāo)對(duì)稱(chēng)軸檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包含以下步驟：

(1)構(gòu)建同心圓周濾波器：將輸入的目標(biāo)圖像視為原圖img，通過(guò)圓周濾波器對(duì)原圖img進(jìn)行濾波，提取預(yù)設(shè)的相應(yīng)頻率得到頻率響應(yīng)圖，預(yù)設(shè)一個(gè)頻率響應(yīng)閾值，以大于頻率響應(yīng)閾值的頻率處為中心構(gòu)建一系列圓心相同半徑逐漸增大的同心圓周，每個(gè)同心圓周也提取頻率響應(yīng)，將小于頻率響應(yīng)閾值的同心圓周舍棄，即得到同心圓周濾波器；

(2)角度統(tǒng)計(jì)：首先對(duì)原圖img提取邊緣圖像edge，將同心圓周濾波器circleFilter與邊緣圖像edge進(jìn)行重疊，重疊處即為采樣點(diǎn)，將采樣點(diǎn)的坐標(biāo)從笛卡爾坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)，然后，以第α層圓周采樣點(diǎn)為參考點(diǎn)，計(jì)算采樣點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的相對(duì)角度，并在不同層采樣點(diǎn)的相對(duì)角度之間衡量相似性，最后將相似角度視為共線角度以進(jìn)行共線統(tǒng)計(jì)；

(3)角度判定：將角度轉(zhuǎn)換為正切值以解得對(duì)稱(chēng)軸方向角度；

步驟(2)中的角度統(tǒng)計(jì)的方法如下：

(2.1)首先對(duì)img利用canny算子提取邊緣圖像edge，將edge與circleFilter進(jìn)行重疊，重疊部分即為采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)集合：

其中，表示圓周濾波器filter_j上第i個(gè)采樣點(diǎn)的坐標(biāo)為(p,q)，而edge(p,q)表示邊緣圖像edge上坐標(biāo)(p,q)處的像素值，同理，filter_j(p,q)表示圓周濾波器filter_j在坐標(biāo)(p,q)處的像素值；

(2.2)利用下式坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式得采樣點(diǎn)的極坐標(biāo)表示：

其中，為采樣點(diǎn)在極坐標(biāo)系下的相對(duì)于原點(diǎn)的相對(duì)角度表示，而為采樣點(diǎn)在極坐標(biāo)系下與原點(diǎn)的距離表示，則是采樣點(diǎn)在笛卡爾坐標(biāo)系下的橫坐標(biāo)，同理，則是采樣點(diǎn)在笛卡爾坐標(biāo)系下的縱坐標(biāo)；

(2.3)將第α層圓周上的采樣點(diǎn)作為參考點(diǎn)，計(jì)算其余采樣點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的相對(duì)角度，下式以第γ層與第α層為例給出計(jì)算的具體方式：

其中，表示最γ層第i個(gè)采樣點(diǎn)，表示最α層第j個(gè)采樣點(diǎn)，而就是這兩個(gè)采樣點(diǎn)之間的相對(duì)角度；

(2.4)通過(guò)衡量其它層采樣點(diǎn)與第β層采樣點(diǎn)的相對(duì)角度相似性，將差異性小于相似閾值的兩個(gè)采樣點(diǎn)認(rèn)定為共線，共線的兩層圓周以相似權(quán)重標(biāo)記：

其中，分別是第i層第q個(gè)點(diǎn)與第β層第p個(gè)點(diǎn)的相對(duì)角度，且都以第α層第j個(gè)點(diǎn)為參考點(diǎn)，similarThres為相似閾值，上式約束表明，遍歷第i層所有采樣點(diǎn)，若是有第i層采樣點(diǎn)與的差異性小于相似閾值，那么認(rèn)定這兩層存在共線，而相似權(quán)重表示第i層是否包含共線于的采樣點(diǎn)，將所有層的相似權(quán)重進(jìn)行求和得到方向上的共線層數(shù)：

表示第α層第j個(gè)點(diǎn)與第β層第p個(gè)點(diǎn)的相對(duì)角度的共線層數(shù)統(tǒng)計(jì)，然而第β層上每一個(gè)采樣點(diǎn)都應(yīng)當(dāng)只歸屬于前機(jī)身、后機(jī)身、左機(jī)翼、右機(jī)翼中的其中一個(gè)部件，因此，遍歷完所有第α層點(diǎn)以后，在所有不同參考圓周起點(diǎn)的情況下取其可能性最大的統(tǒng)計(jì)結(jié)果sW_p：

其中，m表示第α層采樣點(diǎn)總數(shù)，sW_p表示第β層中第p個(gè)采樣點(diǎn)在所有不同參考圓周起點(diǎn)的情況中，共線層數(shù)最多的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將第β層上所有點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果全部計(jì)算完畢得到similarWeight＝[sW₁,...,sW_n]，n表示第β層采樣點(diǎn)總數(shù)，即統(tǒng)計(jì)結(jié)果集合；

(2.5)將層數(shù)大于共線層數(shù)閾值的方向保留，小于閾值的方向上的采樣點(diǎn)視為干擾：

其中，表示第β層中第p個(gè)共線層數(shù)符合條件的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，layerThres為共線層數(shù)閾值，pick_num為符合條件的采樣點(diǎn)總數(shù)，表示篩選掉共線層數(shù)小于共線閾值layerThres的統(tǒng)計(jì)結(jié)果集合。