[发明专利]一种椭圆矫正和圆形归一化的图像预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像预处理技术，特别是一种椭圆矫正和圆形归一化的图像预处理方法。

背景技术

图像预处理是图像分析的首要阶段。图像预处理可以包括很多内容，例如对原始图像的滤波去噪、灰度的归一化、图像水平旋转、尺度大小的校正、甚至对眼镜和部分遮挡物的去除等等。预处理好坏将会直接影响到后续图像分析的结果。因此在图像分析的一系列方法和工作中，进行预处理的环节显得十分重要。

就脑部CT医学图像而言，由于图像采集使用的不同设备、相同设备不同患者以及不同操作人员采集到的信息都会有一定的不同，如何消除这些差异，使得图像间具有一致性。就人脸图像而言，人脸图像是将标准像通过扫描仪或者数码相机、摄像机等设备输入计算机的，由于转换器件及周围环境的影响，使图像受到噪声干扰，产生失真，而进行边缘检测处理时常常把噪声当作边缘点检测出来，导致真正的边缘没被检测出来，因此，必须去除噪声干扰。由于人脸采集环境或光照不均匀等因素的影响，经常会造成人脸图像间的灰度差异很大，这时就需要预先进行灰度归一化处理，将不同人脸图像的灰度范围拉伸到相同的区域，然后才能进行相应的识别和匹配处理。并且对于人脸图像来说，提取的特征必须先进行几何归一化。

发明内容

本发明的目的是提供一种椭圆矫正和圆形归一化的图像预处理方法，在采用通常的办法去噪并且识别出目标区域后，用该图像预处理方法对图像进行矫正和圆形归一化处理，能使得图像间具有好的一致性，从而能增加图像分析的一致性。

为实现上述目的，本发明椭圆矫正和圆形归一化图像预处理方法，包括以下步骤:

第一步:从原始图像中识别目标图像的边界点；

第二步:对目标图像的边界点进行椭圆拟合；

第三步:矫正验证和矫正处理的步骤，该步骤包括判别椭圆的两轴是否与直角坐标系两轴通过平移完全重叠，若完全重叠转至下一步；否则，进行矫正处理，包括计算最小旋转角度和方向，按照此角度和方向进行旋转，实现图像的矫正，使目标图像的两轴与直角坐标系重叠，并去除旋转后图像的椭圆外部区域；

第四步:圆形归一化的步骤，该步骤包括将椭圆图像的长轴和短轴均等于规定长度，使得不同长短轴椭圆图像变换成相同直径的圆形图像。

在第一步中，采用全局直方图选取阈值，如选取采用Otsu等方法，计算机自动从原始图像中识别出目标图像的边界；在第二步中，计算机根据识别出的目标图像的边界进行最小二乘方法的椭圆拟合。

在第四步中，将椭圆的长轴和短轴转化成相同的规定长度，实现椭圆都归一化圆的转换；所述规定长度是根据具体的处理图像，人为的规定此类图像归一化后圆的半径长度。

本发明采用椭圆方法矫正倾斜度，根据椭圆拟合情况判断图像是否倾斜，并且给出了矫正图像倾斜的方法，并采用圆形归一化的方法对矫正后的图像进行几何归一化，从而使得图像间具有好的一致性，能增加图像分析的一致性。它对图像分析，如CT图像分析等具有重要意义。

附图说明

图1为本发明图像预处理方法的流程图；

图2为两组脑CT图像处理对照图，其中第一行和第三行是原始图像与红线拟合椭圆的叠加图，第二行和第四行分别是对应第一行和第三行原始图像通过本发明技术预处理后的结果图像(人为规定CT图像的归一化长度是256)；

图3所示为脑CT图像处理效果分析图，其中，图3a是单个人的脑CT横截面图像经本发明方法处理后的结果；图3b是10位不同人的相近或相同脑CT横截面图像经本发明方法处理后的叠加图；图3c是未进行预处理的10位不同人相近或相同脑CT横截面图像的叠加图(结果图像归一化长度是256)。

图4是一组人脸图像经本发明方法处理前后的对照图，其中第一行是原始图像，第二行是用红线拟合椭圆的叠加图，第三行通过本发明技术预处理后的结果图像(结果图像归一化长度是92，也是人为规定的长度)。

具体实施方式

参照图1，本椭圆矫正和圆形归一化的图像预处理方法包括以下步骤:

1、识别目标并进行椭圆拟合，具体方法是:采用全局直方图选取阈值，如选取采用Otsu等方法，自动识别出目标图像的边界；并根据此边界进行最小二乘方法的椭圆拟合；