[发明专利]一种基于坐标变换的区域面积计算方法

权利要求书

1.一种基于坐标变换的区域面积计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：记原始图像为F₁，设图像F₁的世界坐标系建立在z＝0平面上，根据式(1)进行计算，得到简化后的关系式，如式(2)所示；

其中，t为一个不为0的比例因子，m为图像像素点(u,v)的齐次坐标形式，M为z＝0的世界坐标(x,y)的齐次坐标形式，P为相机内参矩阵，{p₁,p₂,p₃,p₄,p₅,p₆,p₇,p₈,p₉}是矩阵P中的元素，t×m＝P×M为图像坐标、实际坐标与相机参数的转换关系式；

步骤2：在原始图像F₁中，选取4个测量参照点并记为A、B、C和D，选择其中任意一点作为原点(0,0)并建立平面坐标系，然后可获取在该坐标系下的四个参照点的实际坐标并记为A(X₁,Y₁)、B(X₂,Y₂)、C(X₃,Y₃)和D(X₄,Y₄)，同时获取这四个参照点对应的图像像素点的坐标并记为A(U₁,V₁)、B(U₂,V₂)、C(U₃,V₃)和D(U₄,V₄)，将(X₁,Y₁)、(X₂,Y₂)、(X₃,Y₃)、(X₄,Y₄)、(U₁,V₁)、(U₂,V₂)、(U₃,V₃)和(U₄,V₄)代入式(2)，并令p₉＝1，得到如式(3)所示的8元一次线性方程；

步骤3：利用克莱姆公式对式(3)进行求解，得到相机内参矩阵P，将P代入式(1)，消去比例因子t，得到如式(4)所示的图像坐标和实际坐标的关系式；

其中，(u,v)是图像中的像素点坐标，(x,y)是世界坐标中z＝0的实际坐标，{p₁,p₂,p₃,p₄,p₅,p₆,p₇,p₈,p₉}是已解矩阵P中的元素；

步骤4：将原始图像F₁读入至训练好的语义分割模型，得到轮廓概率图并进行二值化，对二值化后的图像进行轮廓检测，提取最外围轮廓的像素点坐标并构成如式(5)所示的集合T，输出轮廓预测图并记为F₂；

T＝{(u_i,v_i)|i＝1,2,…,n} (5)

其中，(u_i,v_i)表示最外围轮廓中第i个像素点的坐标，n表示最外围轮廓的像素点个数；

步骤5：遍历集合T中的像素点并将像素点坐标代入式(4)，得到图像F₂外围轮廓的像素点对应的实际坐标集合，记为T_N，如式(6)所示；

T_N＝{(x_i,y_i)|i＝1,2,…,n} (6)

其中，(x_i,y_i)表示最外围轮廓中第i个像素点对应的实际坐标，n表示对应像素点的个数；

步骤6：根据式(7)求取最外围轮廓的中心点坐标(x₀,y₀)；

步骤7：根据式(8)求得最外围轮廓的区域面积S；

其中，(x_i,y_i)∈T_N，(x_i+1,y_i+1)∈T_N。