[发明专利]一种亚像素圆心检测方法及系统

说明书

本发明提供了一种亚像素圆心检测方法及系统，涉及数字图像处理技术领域，该方法包括：步骤S1：从原始图像当中提取圆形轮廓；步骤S2：获得符合范围的圆形轮廓之后，拟合圆心坐标。本发明能够提高亚像素圆心检测的检测精度以及抗干扰能力，从而达到了准确、鲁棒实现亚像素圆心检测的效果。

技术领域

本发明涉及数字图像处理技术领域，具体地，涉及一种亚像素圆心检测方法及系统。

背景技术

在目前的很多领域中，都迫切需要从数字图像中提取亚像素级特征点坐标的方法，比如在医学影像分析领域，往往需要提取亚像素级别的细胞边缘坐标；测绘领域，如果能通过建筑物的数字图像提取到一些特征点的精确亚像素级坐标，就可以直接通过数字图像测量建筑物的高度等信息，从而能够大大节省人力物力。

现有相关文献Zhang H,Da F P,Xing D K.An improved algorithm forsubpixel location of circle center[C]//2008Chinese Conference on PatternRecognition.IEEE,2008：1-6.该文献介绍了一种从亚像素边缘位置出发，根据实际图像中心的几何特征和灰度分布特征，然后通过最小二乘法实现中心位置的方法。

针对上述现有技术，存在以下技术缺陷，该方法不能直接运用于自然图像的轮廓检测结果，大量密集交错的轮廓线会被不加区别的拟合，很难从中分离出检测目标，且对干扰点的抗噪能力不强，容易产生拟合偏差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种亚像素圆心检测方法及系统，能够提高亚像素圆心检测的检测精度以及抗干扰能力。

根据本发明提供的一种亚像素圆心检测方法及系统，所述方案如下：

第一方面，提供了一种亚像素圆心检测方法，所述方法包括：

从原始图像当中提取圆形轮廓；

获得符合范围的圆形轮廓之后，拟合圆心坐标。

优选的，所述提取圆形轮廓包括：

判断圆形轮廓是否闭合，并筛去曲线不闭合的轮廓；

获得闭合的圆形轮廓之后，判断距离不变量的标准差；

判断闭合圆形轮廓与其外接矩形的面积之比。

优选的，所述判断距离不变量的标准差包括：

利用openCV中提供的fitEllipse函数对所有的圆形轮廓结果进行初步拟合，获取其两个焦点的坐标；

计算该圆形轮廓上所有点至两焦点距离之和的标准差；

得到所述标准差之后，筛去标准差过大也即不符合椭圆基本特征的轮廓。

优选的，所述判断闭合圆形轮廓与其外接矩形的面积之比包括：

在限制椭圆长短轴之比的情况下，通过实验测量随机生成的多个规则椭圆，椭圆的外接矩形的面积之比在0.78～0.92的范围之内；

以上述测量值为标准，对圆形轮廓检测结果中的每一个圆形轮廓获得外接矩形；

筛去面积之比不符合0.78～0.92的范围之内的圆形轮廓。

优选的，所述拟合圆心坐标包括：

寻找一组参数，获得椭圆参数的精确估计，使得数据点和椭圆之间拟合的误差平方和e最小，也即：

min e＝‖SW‖²

矩阵分解后最小化目标变为：