[发明专利]一种基于合成滤波器的仪表图像定位方法

权利要求书

1.一种基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，包括以下步骤；

仪表设备模型训练：

定义二维高斯响应函数其中，p(x₀,y₀)为仪表设备在全景图f(x,y)中的中心坐标，σ为高斯响应半径，0≤x≤M-1,0≤y≤N-1，M,N分别为图像的宽度与高度；二维高斯响应函数g(x,y)的离散傅里叶变换表示为

其中exp是以自然常数e为底的指数函数，j为虚数单位，x＝0,1,…,M-1,y＝0,1,…,N-1；u＝0,1,…,M-1,v＝0,1,…,N-1；u、v为非负整数；定义卷积核h(x,y)，使得成立

则其中F,H分别为f、h的二维傅里叶变换，为二维逆傅里叶变换操作，“·”为二维矩阵元素点乘操作；

用相关操作替换卷积操作，则成立G(u,v)＝F(u,v)·H^*(u,v)，其中*为矩阵的共轭操作，由此，合成滤波器定义为H^*(u,v)即为仪表设备图像的训练模型参数；

仪表设备定位：

对于待定位的全景图f_e，其对应的二维高斯响应表示为G_e(u,v)＝F_e(u,v)·H^*(u,v)；将频率域G_e(u,v)变换到空间域g_e(x,y)，g_e(x,y)最大值对应的坐标点即为仪表设备在全景图f_e的中心位置。

2.如权利要求1所述的基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，在仪表设备模型训练步骤中，针对不同全景图训练得到训练模型参数进行平均操作，具体为，设训练图片序列为f_i，1≤i≤L，其中L为图片数，即样本总数，图片f_i对应的仪表设备中心坐标为p_i(x₀,y₀)，对应的二维高斯响应为g_i，则平均合成滤波器定义为

在仪表设备定位步骤中，利用平均合成滤波器得到全景图f_e的二维高斯响应，即

3.如权利要求2所述的基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，平均合成滤波器修订为其中ε为正则系数。

4.如权利要求1所述的基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，在仪表设备模型训练前，先对全景图像f(x,y)进行加余弦窗处理，即，f(x,y)←f(x,y)·w(x,y)，其中，

5.如权利要求1所述的基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，对全景图f_e进行预处理，即，f_e(x,y)←log(f_e(x,y)+1)，其中为图像的均值。

6.如权利要求1所述的基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，在仪表设备模型训练步骤中，对全景图f(x,y)进行预处理即，f(x,y)←log(f(x,y)+1)，f(x,y)←f(x,y)-μ_f，其中μ_f为图像的均值。

7.如权利要求1-6任一权利要求所述的基于合成滤波器的仪表图像定位方法，其特征在于，还包括仪表设备图像标定步骤，具体为，利用相机抓拍不同时间段含仪表设备的全景图，获取仪表设备在全景图像中的中心坐标，其中，相机的光心在全景图像中的坐标与全景图像中心坐标重合，并且，仪表设备在全景图像中的中心坐标与图像中心坐标重合。