[发明专利]基于等值线拟合平均的高精度圆心提取算法

权利要求书

1.基于等值线拟合平均的高精度圆心提取算法，其特征在于：首先将含有圆形目标的图像进行预处理，转换为灰度图像；然后对灰度图像进行等值线提取；接着采用长度、圆度这些指标对等值线进行筛选，得到一组围绕圆心的等值线；最后对筛选得到的等值线的顶点进行椭圆拟合，取椭圆圆心坐标的平均值作为圆形目标的中心；

具体方法，包括如下步骤，

步骤一：图像预处理；

对含有圆形目标的图像进行图像拉伸、图像增强这些预处理，最后转换为灰度图像；

步骤二：等值线提取；

按照一定的等值线间距，对灰度图像进行等值线提取；

步骤三：等值线筛选；

步骤四：圆形拟合平均。

2.根据权利要求1所述的基于等值线拟合平均的高精度圆心提取算法，其特征在于：在步骤二中，等值线间距d的设置方法如下：设灰度图像中圆形目标轮廓两侧像素点的灰度平均值对应分别为g₁、g₂；

设圆形轮廓区域需提取的等值线最小数量为n，等值线间距d满足：

3.根据权利要求2所述的基于等值线拟合平均的高精度圆心提取算法，其特征在于：n大于或等3。

4.根据权利要求3所述的基于等值线拟合平均的高精度圆心提取算法，其特征在于：在步骤三中，等值线筛选的具体方法为：

设等值线D_i(0＜i≤n)的长度为l_i，圆度为R_i；等值线长度相对圆形目标周长的浮动幅度为α₁、α₂，α₁、α₂均介于0和1之间，圆度阈值为R，圆形目标的平均半径为r，则符合筛选条件的等值线满足：

当等值线满足上述要求时，进入下一步骤；

当等值线不满足上述要求时，继续进行等值线筛选。

5.根据权利要求4所述的基于等值线拟合平均的高精度圆心提取算法，其特征在于：在步骤四中，圆形拟合平均的具体方法为：

对步骤三筛选得到的等值线的顶点进行椭圆拟合，取椭圆圆心坐标的加权平均值作为圆形目标的中心；设等值线D_i的顶点序列拟合得到的椭圆圆心坐标为(x_i，y_i)，权重为W_i，则圆形目标的中心点坐标为

其中权重设定方法包括但不限于以下方式：

当W_i＝1时，即为n个椭圆圆心坐标直接取平均；

当W_i＝R_i时，即按等值线的圆度进行加权，圆度越高的中心点权值越大。