[发明专利]椭圆目标的亚像素边缘定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种椭圆目标的亚像素边缘定位方法，尤其涉及一种基于矩的椭圆目标的亚像素边缘定位方法。

背景技术

边缘是图像最基本的特征，快速而精确地定位边缘在图像处理及计算机视觉有重要作用。圆是一种常见的图形，经过透视投影变换，转变为椭圆，对椭圆目标边缘的精确获取是目前光学测量中的重要问题。目前图像边缘检测技术已经达到亚像素级，常见的亚像素边缘定位的方法可分为三类：拟合法，插值法，基于矩的方法。文献“High-accuracyedge detection with Blurred Edge Model”(Ye J，Fu G K，Poudel U P.Image and VisionComputing，2005，23(5)：453～467)是拟合法，是根据一定的边缘模型对图像的边缘灰度值进行拟合使得边缘点误差最小，进而获取亚像素精度的边缘，其定位精度高，但是耗时较大；文献“Non-linear fourth-order image interpolation for subpixel edge detection andlocalization”(Hermosilla T，Bermej o E，Balaguer A，Ruiz L A.Image and Vision Computing，2008，26(9)：1240～1248)是插值法，是根据实际图像灰度分布规律对图像相关灰度进行插值来获取亚像素边缘，其运算时间较短，但是抗噪声能力不强；由于矩是基于积分运算，抗噪性能好是所有基于矩的方法的突出优点。文献“Edge location to subpixel valuesin digital imagery”(Tabatabai A J，Mitchell O R.IEEE Transactions on Pattern Analysis andMachine Intelligence，1984，6(2)：188～201)首先提出采用矩的方法对图像进行亚像素边缘定位，其实质是求出边缘模型的四个参数；文献“Subpixel Measurements Using aMoment-Based Edge Operator”(Lyvers E P，Mitchell O R，Akey M L，Reeves A P.IEEETransactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence，1989，11(12)：1293～1309)提出利用灰度空间矩进行亚像素边缘定位，因为该方法在求取亚像素边缘的精确位置时，需要利用六个矩模板对图像灰度进行卷积，算法耗时较大；文献“A fast edge detector withsubpixel accuracy”(Lee C K，So W C.In：Proceedings of IEEE Record of the 1992International Power Electronics and Motion Control Conference on Industrial ElectronicsControl，Instrumentation and Automation.IEEE，1992.710～715)根据直方图的双峰特性将边缘模型参数中的背景灰度和目标灰度单独求出，因此，仅仅需要三个矩模板就可求出剩下两个边缘模型参数；由于Zernike矩的正交性和旋转不变性，文献“Orthogonal momentoperators for subpixel edge detection”(Ghosal S，Mehrotra R.Pattern Recognition，1993，26(2)：295～306)提出了基于Zernike正交矩的亚像素边缘定位算法，在亚像素边缘定位时仅仅需要3个矩模板，其计算效率比利用空间矩的计算效率高。