[发明专利]一种对图像中的图形区域进行归一化处理的方法

摘要

本发明涉及一种对图像中的图形区域进行归一化处理的方法。本发明所述椭圆图像的归一化处理算法可将因拍摄角度和拍摄距离等原因由圆形图像畸变而形成的大小不一的椭圆处理成标准大小的圆形图像；对于圆形、等边三角形、正方形的归一化处理，可用于基于视频的道路交通标志识别系统。

主权项

一种对图像中的图形区域进行归一化处理的方法，其特征在于，图像中图形区域的轮廓为椭圆，包括步骤如下：根据透视变换的原理，二维图像经过透视变换后的新坐标为：u=ax+by+cmx+ly+1,v=dx+ey+fmx+ly+1---(2)]]>其中(x，y)是原图像的像素坐标，(u，v)是透视变换后图像的像素坐标，a，b，c，d，e，f，m，l是透视变换参数；式(2)的矩阵形式为：uv=xy1000-ux-uy000xy1-vx-vyabcdefml---(3)]]>在原图像中的四个像素点坐标记为(x1，y1)(x2，y2)(x3，y3)(x4，y4)，相应的透视变换后图像中对应点的坐标记为(u1，v1)(u2，v2)(u3，v3)(u4，v4)，可得：u1v1u2v2u3v3u4v4=x1y11000-u1x1-u1y1000x1y11-v1x1-v1y1x2y21000-u2x2-u2y2000x2y21-v2x2-v2y2x3y31000-u3x3-u3y3000x3y31-v3x3-v3y3x4y41000-u4x4-u4y4000x4y41-v4x4-v4y4abcdefml---(4)]]>将式(4)记为：B＝AM   (5)则：M＝A‑1B   (6)由(2)式得：(mu-a)x+(lu-b)y=c-u(mv-d)x+(lv-e)y=f-v---(7)]]>用矩阵可表示为：c-uf-v=xymu-amv-dlu-blv-e---(8)]]>透视变换的反变换公式：xy=c-uf-vmu-amv-dlu-blv-e-1---(9)]]>E1)椭圆的一般方程为：Ax2+Bxy+Cy2+Dx+Ey+1＝0   (10)长轴倾角为θ：θ=12arctanBA-C---(11)]]>椭圆的圆心坐标为：Xc=BE-2CD4AC-B2Yc=BD-2AE4AC-B2---(12)]]>椭圆的长、短半轴的长度分别为a和b，满足：a2=2(AXc2+CYc2+BXcYc-1)A+C+(A-C)2+B2‾]]>b2=2(AXc2+CYc2+BXcYc-1)A+C-(A-C)2+B2‾---(13)]]>E2)椭圆的最小外接矩形AeBeCeDe的四个顶点坐标分别为：Ae(Xc+asin(θ-π2)-bcos(θ-π2),Yc-acos(θ-π2)-bsin(θ-π2));]]>Be(Xc+asin(θ-π2)+bcos(θ-π2),Yc-acos(θ-π2)+bsin(θ-π2));]]>Ce(Xc-asin(θ-π2)+bcos(θ-π2),Yc+acos(θ-π2)+bsin(θ-π2));]]>De(Xc-asin(θ-π2)-bcos(θ-π2),Yc+acos(θ-π2)-bsin(θ-π2));]]>E3)设透视变换后标准圆形区域轮廓的半径为r，透视变换后标准圆形的最小外接正方形EeFeGeHe的四个顶点坐标分别为：Ee(0，0)；Fe(2r，0)；Ge(2r，2r)；He(0，2r)；E4)将变换前后的四个点对代入公式(6)，得到透视参数矩阵M；E5)利用透视反变换公式(9)，求出透视变换后的图像中全部整数像素点坐标对应在原始图像中的浮点数坐标位置；E6)利用双线性插值算法，遍历透视变换后标准图像中每个像素点，求取每个像素点的灰度值，得到归一化后的标准圆形区域图像。