專利名稱：基于內積運算的對稱圖形中心定位方法
技術領域：
本發(fā)明涉及計算機視覺中的圖像特征自動檢測領域，特別是數字圖像中對稱圖形中心定位方法。
背景技術：
圖形中心定位是圖像處理領域的一個重要問題，被廣泛應用于車輪、X射線衍射圖、同心圓、星云等圖像中心的檢測，為駕駛員、天文學家等提供重要的結構信息。目前，用于圖形中心定位的方法有多種。Da_er等[1]利用Hough變換實現了 X射線衍射圖像中心點的確定。Wong等[2]提出一種基于運動信息的中心定位算法，從視頻序列中獲取出圓形和螺旋形物體的中心。而關于人眼中心的定位，多種方法被提出 _4]。上述方法主要面向特定的研究對象，Cauchie等[5]利用自適應Hough變換，采用逐漸精確的方式提出了通用的靜態(tài)圖片中心定位算法；ChungM等在該算法的基礎上，利用隨機化方法，首先利用任意三個不同梯度方向的邊緣點組合確定可能的中心點，然后再剔除錯誤的中心，實現圖像中心點的準確測定。該算法的檢測準確性較好，但由于采用邊緣點的隨機組合方法，運算較為復雜， 計算量大。針對現有檢測方法中存在的問題，本發(fā)明提出一種基于內積運算的對稱圖形中心定位方法，該方法引入數學中的內積運算，構造對稱性描述子，獲取圖像的對稱性能量分布圖，進而實現圖形中心的準確定位。該方法不需要已知圖像的相關信息，運算簡單，計算量小，易于實現。參考文獻[1]C. Dammer, P. Leleux, D. Villers, M. Dosiere, Use of the Hough transform to determine the center of digitized X-ray diffraction patterns， Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B Beam Interactions with Materials and Atoms 132(1) (1997)214-220.[2]K. Y. Wong, C.LYip，Identifying centers of circulating and spiraling vector field patterns and its applications， Pattern Recognition 42(7) (2009) 1371-1387.[3]N. T. H. B. N. Huan, H. Kim, Location of iris based on circular and linear filters, in !international Conference on Control，Automation，Robotics and Vision, Hanoi，2008，pp.412-416.[4] T. R. B. S. E. -R. V. Kith，M. EI-Sharkawy, S. Elnoubi , A feature and appearance based method for eye detection on gray intensity face images， in International Conference on Computer Engineering and Systems, Hahaii，2008， pp. 41-47.[5] J. Cauchie, V. Fioletand, D. Villers, Optimization of an Hough transform algorithm for the search of a center，Pattern Recognition 41 (2) (2008) 567-574.[6]Kuo-Liang Chung, Yong-HuaiHuang, Jyun—PinWang， Ting-Chin Chang,Hong-Yuan Mark Liao, Fast randomized algorithm for center-detection. Pattern Recognition 43 (2010)2659-2665.

發(fā)明內容
本發(fā)明針對數字圖像中的中心定位問題，提供一種基于內積運算的對稱圖形中心定位方法。為了實現本目的，本發(fā)明基于內積運算的對稱圖形中心定位方法，包括以下步驟步驟SI :采集圖像并輸入計算機；步驟S2 :利用高斯梯度模板計算各像素點的梯度；步驟S3 :利用Canny邊緣檢測算子計算圖像的邊緣圖；步驟S4 :基于內積運算計算圖像中各像素點的對稱性能量，獲得圖像的對稱性能量分布圖；步驟S5 :在閾值約束下，在對稱性能量分布圖上檢測局部極大值點；步驟S6 :驗證步驟S5獲得的局部極大值點，剔除不合理的局部極大值點，保留的局部極大值點即為對稱圖形的中心點。本發(fā)明提供的基于內積運算的對稱圖形中心定位方法，主要利用圖形輪廓點關于中心點對稱的特性(即圖形輪廓上某一點的梯度與該點關于中心點的對稱點的梯度反向平行)，引入數學中的內積運算，構造對稱性描述子計算各像素點的對稱性能量，從而獲得圖像的對稱性能量分布圖；然后在閾值約束下，在對稱性能量分布圖上檢測局部極大值點， 并利用約束條件剔除非中心點的局部極大值點，獲得圖形中心的準確定位。本發(fā)明提供的方法運算簡單、易于實現，且計算效率較高。


圖I為本發(fā)明基于內積運算的對稱圖形中心定位方法流程圖。圖2a為實施例中使用的原始圖像。圖2b為利用Canny算子在圖2a上獲得的邊緣圖；圖2c為本發(fā)明提供的方法在圖2a上獲得的對稱性能量分布圖；圖2d為在圖2c上進行局部極大值檢測獲取的局部極大值點；圖2e為利用本方法獲得的對稱圖形中心定位結果。
具體實施例方式如圖I所示為本發(fā)明基于內積運算的對稱圖形中心定位方法流程圖，包括采集圖像并輸入計算機、計算各像素點的梯度、計算圖像的邊緣圖、計算各像素點的對稱性能量獲得圖像的對稱性能量分布圖、在閾值約束下在對稱性能量分布圖上檢測局部極大值點， 最后，剔除非中心點的局部極大值點，輸出對稱圖形的中心點。各步驟的具體實施細節(jié)如下步驟SI :采集圖像并輸入計算機。步驟S2 :利用高斯梯度模板計算各像素點的梯度。步驟S3 :利用Canny邊緣檢測算子計算圖像的邊緣圖。步驟S4:基于內積運算計算圖像中各像素點的對稱性能量，獲得圖像的對稱性能量分布圖。給定一個檢測半徑r，對于圖像中任意一點X，利用公式
權利要求
1.一種基于內積運算的對稱圖形中心定位方法，其特征在于，包括步驟步驟Si:采集圖像并輸入計算機；步驟S2 :利用高斯梯度模板計算各像素點的梯度；步驟S3 :利用Canny邊緣檢測算子計算圖像的邊緣圖；步驟S4:基于內積運算計算圖像中各像素點的對稱性能量，獲得圖像的對稱性能量分布圖；具體方法為給定一個檢測半徑r，對于圖像中任意一點X，利用公式
全文摘要
本發(fā)明涉及數字圖像中一種基于內積運算的對稱圖形中心定位方法，包括采集圖像并輸入計算機、計算各像素點的梯度、計算圖像的邊緣圖、基于內積運算計算各像素點的對稱性能量獲得圖像的對稱性能量分布圖、在閾值約束下在對稱性能量分布圖上檢測局部極大值點，最后，剔除非中心點的局部極大值點，輸出對稱圖形的中心點。本發(fā)明提供的方法能夠簡單、高效的對圖像中對稱圖形的中心進行準確定位，較已有方法簡單，具有廣泛的適用性。
文檔編號G06T7/60GK102592292SQ20111043189
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月12日 優(yōu)先權日2011年12月12日
發(fā)明者劉紅敏, 姜國權, 李軍, 王志衡 申請人:河南理工大學