1.一种二维图像中任意曲线的圆弧表示,其特征在于,该二维图像中任意曲线的圆弧表示的具体表达式为:T={Ti=(xi,yi,θi)|i=0,...,m}
其中,T表示圆弧;Ti表示第i条圆弧的端点切线;(xi,yi)是圆弧端点的坐标,θi是圆弧端点处切线方向,θi∈[0,2π)。
2.如权利要求1所述的一种二维图像中任意曲线的圆弧表示,其特征在于,第i条圆弧的端点切线Ti的求解采用线基元阈值判别法,其具体步骤为:S101、判断圆弧Ai是优弧还是劣弧,若为优弧,则将圆弧一分为二,取圆弧Ai的待检测端点 的像素坐标(xi,yi);
S102、判断圆弧Ai是否跨越界点,若不跨越界点,则取其另一端点为 若跨越界点,则取距离 最近的界点为S103、并将 与另一端点 相连,得到直线段S0在直线S上;
S104、取逆时针方向为圆弧正向,若为圆弧正向上的起点,则令参数p1=1;若 为圆弧正向上的终点,则p1=-1;
S105、“粗调”:不断移动直线段S0的端点 至其ε-邻域的d1号位,得到新的端点记为对应的直线段S'0在直线S'上,当圆弧Ai上的像素点刚好全部在直线S'的同一侧时,停止移动;
S106、“微调”:设置阈值H0,H0=0,1,2,...,10,不断移动直线段S'0的端点 至其ε-邻域的d2号位,得到新的端点记为 对应的直线段S"0在直线S"上,当圆弧Ai上与端点 相连的第H0个线基元上的所有像素点刚好不能全在直线上时,停止移动,则S"即为圆弧Ei在端点 处的切线Ti;
S107、计算最终得到的切线段两端点 和 的横向距离ui和纵向距离vi,则在端点处的切线方向θi=atan2(vi/ui)。
3.一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,包括权利要求1所述的该二维图像中任意曲线的圆弧表示T的具体表达式;还包括以下步骤:S201、提取源图像I0中物体的边缘曲线C={C1,C2,...,Cn}得到二值图I1;
S202、遍历二值图I1,对曲线C={C1,C2,…,Cn}的像素点进行标注,得到标注图像I2,提取曲线的线基元特征E;
S203、统计线基元集合E中各线基元间的位置关系,对应圆弧上相邻线基元间的位置关系来获取圆弧片段集合AC={A1,A2,...,Am};
S204、求取每个圆弧片段AC={A1,A2,...,Am}对应的端点处的圆弧表示T。
4.如权利要求3所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,在步骤S202中,通过邻域差分公式和特征角公式对曲线C={C1,C2,…,Cn}的像素点进行标注。
5.如权利要求4所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,所述邻域差分公式包括有3×3ε-邻域公式和LCMP公式;其中,所述3×3ε-邻域公式用于将曲线C={C1,C2,…,Cn}的像素点进行二进制处理,所述LCMP公式用于求出曲线C={C1,C2,…,Cn}的像素点相对应的LCMP值。
6.如权利要求5所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,所述3×3ε-邻域公式为:其中,Ii表示二值图I1中任意一个像素点的3×3ε-邻域的第i号位的像素点的灰度值;
ai为其对应标注值,当Ii=255时,取ai=1,当Ii=0时,取ai=0,i=0,1,2,…,8。
7.如权利要求5所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,所述LCMP公式为:其中,LCMP为3×3矩阵,表示二值图I1上任意一点的3×3ε-邻域上的每个像素点对应的LCMP值,LCMP=(l0,l1)的初值为(ai,0);ai表示二值图I1中任意一个像素点的3×3ε-邻域的第i号位的灰度值;当灰度值等于255时,取ai=1,当灰度值等于0时,取ai=0,i=0,1,2,...,
8。
8.如权利要求4所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,所述特征角公式为:其中,LCN(a0)表示曲线C={C1,C2,...,Cn}上任意像素点的3×3ε-邻域的0号位所对应的特征角,ai表示曲线C={C1,C2,...,Cn}上任意像素点的3×3ε-邻域的第i号位的灰度值,当灰度值为255时,ai=1,当灰度值为0时,ai=0,i=0,1,2,...,8。
9.如权利要求3所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,在步骤S203中,通过加权有向邻接方阵W统计线基元集合E中各线基元间的位置关系。
10.如权利要求9所述的一种二维图像中任意曲线的检测方法,其特征在于,所述加权有向邻接方阵W的公式为:其中,wij表示W中每个元素,Ei表示线基元集合E中的第i个元素,k是线基元集合E中的元素总数,dij是线基元Ej相对于Ei的位置,Re{·}表示复数实部,D8(Ei,Ej)是Ei和Ej在图像上的D8距离,即棋盘距离。