專利名稱：從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)中，從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明所述的坐標紙是指用于滾筒式電動自記儀上的坐標紙。
背景技術(shù)：
隨著計算機的發(fā)展，許多傳統(tǒng)的紙記錄圖表都有待通過掃描和圖像識別的過程實現(xiàn)數(shù)字化存儲數(shù)據(jù)。這樣不僅可以提高工作效率，而且可以排除人為因素造成的誤差，大大提高參數(shù)選擇的精確性，促進傳統(tǒng)記錄圖表文件的數(shù)字化發(fā)展進程，有利于分析研究工作。但是紙記錄圖表的特征點都不是很標準，并受到了噪聲的影響，使識別工作受到很多干擾。理論上的傳統(tǒng)折線圖表通常是連續(xù)的、清晰的折點很明確的曲線，但實際的圖表卻，由于硬件記錄或手工記錄的原因，曲線不是標準曲線，面臨以下識別困難(1)圖像曲線并不是連續(xù)的，有經(jīng)常的斷點、重疊點、模糊點、污跡及抖動點，曲線有經(jīng)常的抖動，對曲線的精確識別有很大的要求；(2)由于自記儀硬件原因，圖像的一些結(jié)構(gòu)特征不是很明顯，折點是一個模糊的過渡型弧線，并且識別的數(shù)據(jù)的標準也不是標準值，而是以在標準值附近上下波動，對數(shù)據(jù)提取產(chǎn)生了困難；此外，由于圖像的目標曲線的線寬是自記儀筆尖的寬度，相對于圖像上的污跡噪聲，圖像線寬很小的，所以必須正確判斷目標曲線并有效修正噪聲。
目前的輪廓提取方法有很多，包括Houph或Soble變換的方法、爬蟲法和曲線擬合方法等等，但是采用傳統(tǒng)的輪廓提取方法具有如下缺點(1)采用Hough或Soble變換的方法對于圖像比較大的坐標紙進行處理，要對整個圖像進行Hough或Soble變換，對內(nèi)存的要求比較大，處理時間也比較長。另外，在進行Hough或Soble變換以前還要對圖像進行除噪操作。但采用濾波方式或者會濾除很多有用的圖像信息，或者不能起到濾波的效果。
(2)采用爬蟲法這種方法存在如下問題由于圖像存在斷點，則可能循環(huán)一周后，只找到了部分圖像，而漏掉了大部分的數(shù)據(jù)；為了解決這些問題需要不斷的產(chǎn)生新的起始點，重復(fù)進行輪廓的提取。會造成大部分時間的浪費。
另外，采用Hough或Soble變換和采用爬蟲法跟蹤曲線輪廓都要對提取的圖像信息進行細化。但細化的過程也會把有效的象素點濾除掉，產(chǎn)生不必要的斷點。
(3)采用曲線擬合的方法由于對于一些類似波浪形的曲線，采用曲線擬合以后會平滑掉每一個跳變的直角拐點，使圖像數(shù)據(jù)發(fā)生變化，而對于類似波浪形的圖形數(shù)據(jù)提取的關(guān)鍵點就是這些直角拐點的坐標位置，因此不能采用曲線擬合的方法處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種適用于處理由自記儀記錄于坐標紙上，且圖像比較大，圖形呈波浪形的圖形，以提取曲線上相關(guān)數(shù)據(jù)的方法。
發(fā)明的方法是首先對記錄曲線的坐標紙進行掃描處理，得到曲線的圖表數(shù)據(jù)，其特征在于根據(jù)圖表數(shù)據(jù)的背景和目標圖像的輪廓，利用二值化過程去除背景圖表的輪廓，再對曲線進行中值平滑處理，然后以所得圖表數(shù)據(jù)的底邊起始位置為基準，以預(yù)先確定的取樣長度單位為步長，逐段讀取曲線上各段的縱座標值Y，同時將各長度位置X和與該長度位置相對應(yīng)的函數(shù)值Y存入數(shù)據(jù)庫中。
本發(fā)明所采用的中值平滑處理最好采用五點數(shù)據(jù)的中值平滑處理。
本發(fā)明在讀取曲線上各點函數(shù)時，先根據(jù)曲線上第二點的函數(shù)與第一點函數(shù)的比較確定其單調(diào)性區(qū)間，在單調(diào)區(qū)間內(nèi)，優(yōu)先在單調(diào)方向上找尋曲線函數(shù)，如找不到再在單調(diào)方向的反方向找尋曲線函數(shù)。采用這一作法可以加快圖形處理的速度，同時也可以減少差錯。
對于某些滾筒式電動自記儀的坐標紙，其上所以記錄的數(shù)據(jù)是經(jīng)過幾何畸變的圖像，而本發(fā)明提取數(shù)據(jù)時是以其底邊長度為基準，如盲目計算會導(dǎo)致結(jié)果的失真。為避免這種情況，應(yīng)對所得各數(shù)據(jù)采用后驗校正法去除圖形的畸變。例如采用以下的坐標轉(zhuǎn)換方程進行曲線校正x1＝xy1＝y(tǒng)-(L-sqrt(L*L-sqr((y-L)*sinθ))式中L為圓弧的弦長，θ為圓弧的夾角。
對于曲線圖僅記載基線上某種狀態(tài)的較為特殊的記錄坐標紙上曲線的函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法可采用以下方法首先對記錄曲線的坐標紙進行掃描處理，得到曲線的圖表數(shù)據(jù)，再根據(jù)圖表數(shù)據(jù)的背景和目標圖像的輪廓，利用二值化過程去除背景圖表的輪廓，再根據(jù)曲線大致確定基線的位置，再用最小二乘法確定基線，然后以所得圖表數(shù)據(jù)的底邊起始位置為基準，以預(yù)先確定的取樣長度單位為步長，逐段讀取曲線上各段的縱座標位于基線上下的狀態(tài)，同時將各長度位置X和與該長度位置相對應(yīng)的曲線上各段的縱座標位于基線上下的狀態(tài)函數(shù)存入數(shù)據(jù)庫中，其中位于曲線位于基線上方的點狀態(tài)函數(shù)為正，位于曲線位于基線下方的點狀態(tài)函數(shù)為負，處于曲線基線上的點狀態(tài)函數(shù)為零。
將按上所述方法取得的數(shù)據(jù)，以記錄紙的長度位置為基準，分別將同一長度位置的各函數(shù)分別存入數(shù)據(jù)庫，并建立檢索關(guān)系，在確定一個具體的長度位置時，可讀出在該長度位置處原曲線上的各函數(shù)數(shù)值和狀態(tài)函數(shù)。
對于一些更為特殊的數(shù)據(jù)曲線，可將按上所述方法取得的數(shù)據(jù)，以記錄紙的長度位置為基準，先將各狀態(tài)函數(shù)中非零的狀態(tài)組合，形成狀態(tài)組合函數(shù)，再分別將同一長度位置的各函數(shù)分別存入數(shù)據(jù)庫，并建立檢索關(guān)系，在確定一個具體的長度位置時，可讀出在該長度位置處原曲線上的各函數(shù)數(shù)值和狀態(tài)組合函數(shù)。
本發(fā)明可以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，可以實現(xiàn)將記錄于滾筒式電動自記儀的坐標紙上的曲線函數(shù)變?yōu)閿?shù)值存入數(shù)據(jù)庫中，便于進行數(shù)據(jù)的再處理，和研究工作。而且運用本發(fā)明的方法可以提取出曲線的特征，減小甚至完全克服失真，真實地反映曲線的原貌。


圖1為標準的自記紙風(fēng)速記錄圖表。圖2為實際的風(fēng)速記錄圖表截取片斷。圖3為另一個實際的風(fēng)速記錄圖表截取片斷。圖4為第三個實際的風(fēng)速記錄圖表截取片斷。圖5氣象風(fēng)速風(fēng)向自記紙數(shù)據(jù)提取數(shù)據(jù)的流程示意圖。圖6為圖像的空間幾何畸變以及其校正的過程示意圖。圖7為本發(fā)明提取風(fēng)速曲線特征點過程圖。圖8為幾種現(xiàn)有技術(shù)與本發(fā)明的方法中去除噪聲，平滑處理后的效果對比。圖9為由自記風(fēng)向儀記錄的數(shù)據(jù)圖表截取圖。圖10為經(jīng)本發(fā)明初步處理后的風(fēng)向記錄圖表截取片斷。圖11為風(fēng)向曲線采樣點的搜索算法框圖。圖12經(jīng)用本發(fā)明處理后的某日風(fēng)速曲線截取圖。圖13為經(jīng)用本發(fā)明處理后，且與圖12同一段的風(fēng)向曲線截取圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的一個實施例是處理用風(fēng)向風(fēng)速自記儀記錄所得的風(fēng)速、風(fēng)向曲線，提取曲線上相應(yīng)時間的風(fēng)速、風(fēng)向數(shù)據(jù)。
圖1是一個標準的自記紙風(fēng)速記錄圖表的片斷。圖2至圖4則是實際記錄的圖表。風(fēng)速風(fēng)向自記儀所橫坐標記錄的為各取樣時刻，而其縱坐標記錄的是風(fēng)運行的距離。根據(jù)風(fēng)速自記儀的設(shè)計，其記錄筆僅是在風(fēng)運行一固定的距離后(實際上是在風(fēng)向標中的風(fēng)杯轉(zhuǎn)動過預(yù)設(shè)的轉(zhuǎn)數(shù)后)產(chǎn)生一個跳變，而這一跳變的高度差即為風(fēng)運行一個預(yù)定的距離(200m)。因此，根據(jù)圖2至圖4曲線中確定風(fēng)速是按下式計算得到風(fēng)速＝兩個相鄰取樣時刻間風(fēng)運行的距離(這一距離是預(yù)設(shè)固定的)÷兩相鄰取樣時刻間的時間。
由以上的計算可知，這里所得到的風(fēng)速實際上是一個取樣時刻內(nèi)風(fēng)的平均速度。在對風(fēng)速圖進行數(shù)據(jù)處理時需要提取的是每一時間的平均風(fēng)速。
圖9為風(fēng)向記錄曲線圖表截取的片斷。從圖9可看出所記錄的風(fēng)向曲線一共有四條風(fēng)向基線，分別用于判定南/北、東北/西南、東/西、東南/西北，風(fēng)向基線是指判定風(fēng)向的參照線，具體時刻的風(fēng)向是記錄于基線的一側(cè)，也就是說，這一函數(shù)是在給出的四個基準方向軸的兩側(cè)有某種狀態(tài)的記錄，例如判定南北風(fēng)的基線，如果某一時間點的風(fēng)向跡線位于此南北風(fēng)向基線的上方，就代表是南風(fēng)，位于此南北風(fēng)向基線的下方，就代表是北風(fēng)。某一時刻真正的風(fēng)向是以上四條基線上表征風(fēng)向的組合而形成的狀態(tài)組合函數(shù)，例如在某一時刻同時出現(xiàn)南風(fēng)跡線和東南風(fēng)跡線，則此刻風(fēng)向為南東南，此即為一個具體的狀態(tài)組合函數(shù)。按現(xiàn)自記儀的記錄，最多可以組合出16個風(fēng)向。同時也可以看出，如何正確確定基線，是提取風(fēng)向數(shù)據(jù)中首先要解決的問題。
從上述這些圖中還可見，這類的圖表的圖像曲線并不是完全連續(xù)的。其實際記錄的圖表中有經(jīng)常的斷點、重疊點、模糊點、污跡及抖動點，而且曲線有經(jīng)常的抖動。另外，由于自記儀硬件原因，圖像的一些結(jié)構(gòu)特征不是很明顯，如，風(fēng)速曲線上其折點是一個模糊的過渡型弧線，其識別的數(shù)據(jù)的標準也非標準值，而是以在標準值附近上下波動；而且由風(fēng)速圖還可見，這種圖所用的坐標記錄紙坐標為弧線形，這些都是在進行數(shù)據(jù)提取中應(yīng)當(dāng)注意的。
通過對風(fēng)速圖表曲線的分析，可發(fā)現(xiàn)折線圖表圖像在一定的區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性是固定的，同時我們所關(guān)心的數(shù)據(jù)不是曲線的邊緣輪廓，更重要的是曲線的關(guān)鍵點的位置坐標，因此只要跟蹤出折線圖表的關(guān)鍵點的位置，就可精確提取出曲線的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明在對風(fēng)速、風(fēng)向曲線圖像處理中按圖5所程序進行，其具體的作法是(1)去除背景在對圖像進行掃描后，根據(jù)自記坐標文件中的背景和目標圖像的灰度值的差別，首先利用二值化過程，去除背景圖表輪廓，切割出大致的目標圖像的輪廓。為保證目標圖像的的識別精度，與其粘連的背景信息將不被去除。由于背景圖像只是為了在人工識別的時候提供一個基準，因而它的格式是固定的，我們在提取數(shù)據(jù)的時候能夠基于先驗知識脫離背景信息而不會產(chǎn)生錯誤。
(2)根據(jù)風(fēng)速曲線的單調(diào)增減趨勢跟蹤圖像信息根據(jù)自記紙風(fēng)速部分的數(shù)據(jù)提取要求，只要找到曲線跳變的關(guān)鍵點，就可以把圖像的輪廓細化為曲線，而這條曲線又是呈波浪型的，從波峰到波谷或從波谷到波峰的每一段的區(qū)間內(nèi)的單調(diào)性都是是固定的。利用這個特征，根據(jù)單調(diào)性，確定單調(diào)性區(qū)間，在單調(diào)區(qū)間內(nèi)，優(yōu)先在單調(diào)方向上找尋有效的特征象素點，但是由于自記儀硬件，在記錄的過程中不是所有的點都遵循這個單調(diào)性，因而反方向搜速也是必要的。這個過程參見圖7。
(3)曲線的平滑處理由于圖像本身的質(zhì)量問題，跟蹤的曲線有很多的錯誤的跳點。為了去除這些錯誤的跳點，又要保證曲線的階躍部分圖像整體特征，根據(jù)中值濾波的原理，我們采用了五點數(shù)據(jù)的中值平滑處理。中值濾波的原理是吧數(shù)字圖像中或數(shù)字序列中的一點的值用該點的一個鄰域中各點值的中值代替。
中值的定義如下一組數(shù)x1，x2，x3，……，xn，把n個數(shù)按照數(shù)值的大小順序排列如下xi1≤xi2≤xi3≤……≤xin y就是序列x1，x2，x3，……，xn的中值。
在本系統(tǒng)中的平滑處理過程中，主要是針對x軸的坐標作為中值處理的目標。
由于電動風(fēng)速風(fēng)向自記儀采用的是滾筒式記錄，所以記錄的數(shù)據(jù)是經(jīng)過幾何畸變的圖像。由于自記儀的規(guī)格是固定的，其坐標是一段固定夾角的圓弧，因此可采用后驗校正法。幾何畸變的復(fù)原模型是可以通過計算確定的。
設(shè)f(x，y)是無失真的原始圖像，g(x1，y1)是f(x，y)畸變的結(jié)果，則g(x1，y1)＝f(x，y)任意幾何失真都可以由非失真坐標系(x，y)變換到失真坐標系(x1，y1)的方程來定義，這個失真的過程是一直的并且用函數(shù)h1(x，y)、h2(x，y)定義的，于是有x1＝h1(x，y)y1＝h2(x，y)于是這個失真的問題就轉(zhuǎn)化成了映射變換的問題。
經(jīng)過計算觀察，得出的坐標轉(zhuǎn)化方程為
X1＝Xy1＝y(tǒng)-(L-sqrt(L*L-sqr((y-L)*sinθ))其中，L為圓弧的弦長，θ為圓弧的夾角。這一過程可參見圖6。
在風(fēng)速數(shù)據(jù)提取的過程中，存在由于物理原因沒有記錄上的缺測數(shù)據(jù)，在曲線上出現(xiàn)了大塊的空白區(qū)域，為了提高運算的速度和精度，必要時需手動在圖像中找到缺測的數(shù)據(jù)區(qū)。在缺測數(shù)據(jù)區(qū)的選擇過程中，首先確定選擇的是一個區(qū)間，即如果出現(xiàn)只選擇了區(qū)間的起始點或結(jié)束點，則不認為是缺測區(qū)間；如果缺測區(qū)間的選擇小于十分鐘的數(shù)據(jù)區(qū)間則也認為不是缺測區(qū)間。
對于在風(fēng)向曲線上的一些粘滯性噪聲，主要是一些手工的鉛筆印記，是以往手工提取數(shù)據(jù)的時候加上的，和曲線的單調(diào)性是反方向的，因而，在以上的曲線跟蹤工程中也被濾除。對于一些小塊的粘滯性墨跡，在跟蹤過程中是以無效的特征點來處理的，因而也被慮除。那些大塊的粘滯性墨跡，由于在人工識別的過程中也是無法識別的，因而需要經(jīng)過人為干預(yù)，當(dāng)作缺測數(shù)據(jù)處理。
經(jīng)以上處理所得曲線，其結(jié)果優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的處理結(jié)果。這一點可參見圖8。
對通過以上的處理所得的風(fēng)速曲線進行提取數(shù)據(jù)。即按坐標自記標紙的底邊長度，按事先設(shè)定的步長逐段讀取曲線上各段的縱座標值Y，同時將各長度位置Xi和與該長度位置相對應(yīng)的平均風(fēng)速函數(shù)值f(Y)＝(Yi-Yi-1)÷(Xi-Xi-1)逐一存入數(shù)據(jù)庫中。同時建立檢索關(guān)系，即可很方便的查詢各時刻的平均風(fēng)速值。
處理結(jié)果見附圖12。圖中曲線為自記紙上的待提取的風(fēng)速曲線，已提取出的風(fēng)速曲線是疊在待提取的風(fēng)速曲線之上，因附圖13為黑白圖，且分辨率不高的原因，不容易看出。經(jīng)過時間訂正找出整點十分鐘風(fēng)速曲線段，根據(jù)線段的起始區(qū)間數(shù)據(jù)提取出每十分鐘的風(fēng)速值，并存入數(shù)據(jù)庫。圖中方框內(nèi)標注的即為提取出的17:00到17:10時間段內(nèi)的風(fēng)速值。由圖可見，在17:00時刻，其平均風(fēng)速為2.0米/秒；17:10時刻，其平均風(fēng)速為1.7米/秒。
本發(fā)明在對風(fēng)向曲線圖像處理時同樣是首先對記錄曲線的坐標紙進行掃描處理，得到曲線的圖表數(shù)據(jù)，再根據(jù)圖表數(shù)據(jù)的背景和目標圖像的輪廓，利用二值化過程去除背景圖表的輪廓，這些過程與前述做法是相同的。經(jīng)以上處理后的圖形參見圖10。其處理程序參見圖11。
對經(jīng)以上處理的圖表進行基線采樣點的選取，其具體的作法是首先確定圖表上的基線。
(1)由于風(fēng)向基線的位置相對固定，所以可以先確定四條風(fēng)向基線的大體位置，可按以下比例關(guān)系求得
lineposition[3]＝round(w*0.47)；lineposition[2]＝round(w*0.62)；lineposition[1]＝round(w*0.77)；lineposition＝round(w*0.91)；以上各式中w代表圖像的寬度，lineposition[x]代表四條風(fēng)向基線X軸方向的坐標。
(2)可以根據(jù)以上四條風(fēng)向基線的大體位置在此位置兩側(cè)搜索采樣點，系統(tǒng)均勻采樣20個點。每一采樣點的搜索算法框圖11。
由以上步驟得到的采樣點，使用曲線擬合的最小二乘法擬合曲線方程，其方法和過程如下在最佳曲線擬合問題中，常用的另一種尺度及其處理方法是設(shè)定某一類型的函數(shù)后，確定函數(shù)y＝/f(x)中的參數(shù)(如前述例子中的參數(shù)a，b，c)，使得在各點處的偏差ri＝f(xi)-yi，(i＝1，2，Λ，n)的平方和 最小.這種根據(jù)偏差平方和最小的條件確定參數(shù)的方法叫做最小二乘法.工程技術(shù)和科學(xué)實驗中有許多利用最小二乘法建立的經(jīng)驗公式.
現(xiàn)用p次多項式曲線y＝f(x)＝apxp+ap-1xp-1+Λ+a1x+a0，利用最小二乘法進行擬合，問題歸結(jié)為p+l元函數(shù)的最小值問題Q(a0,a1,Λ,ap)=Σi=1n(aptip+ap-1tip-1+Λ+a1ti+a0-yi)2]]>利用多元函數(shù)求極值的方法可以求得唯一的一組系數(shù)a＝[ap，ap-1，Λ，a0]T由于四條風(fēng)向基線是直線，所以在本系統(tǒng)中只需選用一次多項式曲線，按照以上方法確定直線斜率和截距。
根據(jù)確定的風(fēng)向基線方程，即可在風(fēng)向基線兩端搜索到圖像的起始和結(jié)束點。由于自記風(fēng)向佼所記錄的坐標紙為一狀態(tài)函數(shù)，因此提取的數(shù)據(jù)可以按圖像位于基線的上方、或者與基線重合，或者位于基線的下方這三種情況，分別記為正、零和負。再對所得這些狀態(tài)函數(shù)中不等于零的函數(shù)進行組合，得到狀態(tài)組合函數(shù)，再分別將同一長度位置的各函數(shù)分別存入數(shù)據(jù)庫，并建立檢索關(guān)系，在確定一個具體的長度位置時，可讀出在該長度位置處原曲線上的各函數(shù)數(shù)值和狀態(tài)組合函數(shù)。
處理結(jié)果見附圖13。方框框內(nèi)標注的為十分鐘風(fēng)向曲線和處理數(shù)據(jù)，圖13中，垂直的方框里面分別標注的是提取的四條基線，從左至右各基線分別用來判定西北/東南、西/東、西南/東北、北/南方向。橢圓形框內(nèi)為要處理的每兩分半分鐘的風(fēng)向曲線。根據(jù)兩分半分鐘風(fēng)向曲線相對于四條基線的位置，分別提取出每兩分半鐘的風(fēng)向數(shù)據(jù)(折線部分即為擬合的風(fēng)向曲線)。經(jīng)過分析組合，圖中水平方框內(nèi)提取的每兩分鐘半的風(fēng)向值分別為ENE(東北東)，E(東)，ESE(東南東)，ESE(東南東)，ESE(東南東)，按照氣象觀測規(guī)范的要求，在此5個兩分鐘半風(fēng)向中選取最多的風(fēng)向來代表十分鐘風(fēng)向，其中ESE最多，為3個。所以得出十分鐘風(fēng)向值為ESE(東南東)，并將其換算為中心角度值并填入數(shù)據(jù)庫中。
通過圖12和圖13可以得出，在某日的17時10分時，其風(fēng)速為1.7米/秒，當(dāng)時的風(fēng)向為東南東。如此逐點記錄各時刻的風(fēng)速風(fēng)向函數(shù)，并將其錄入數(shù)據(jù)庫中，建立檢索關(guān)系后就可以十分方便的查得記錄時間段內(nèi)的各時刻對應(yīng)的風(fēng)速、風(fēng)向值。
權(quán)利要求
1.一種從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，首先對記錄曲線的坐標紙進行掃描處理，得到曲線的圖表數(shù)據(jù)，其特征在于根據(jù)圖表數(shù)據(jù)的背景和目標圖像的輪廓，利用二值化過程去除背景圖表的輪廓，再對曲線進行中值平滑處理，然后以所得圖表數(shù)據(jù)的底邊起始位置為基準，以預(yù)先確定的取樣長度單位為步長，逐段讀取曲線上各段的縱座標值Y，同時將各長度位置X和與該長度位置相對應(yīng)的函數(shù)值存入數(shù)據(jù)庫中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，其特征是采用五點數(shù)據(jù)的中值平滑處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，其特征是在讀取曲線上各點函數(shù)時，先根據(jù)曲線上第二點的函數(shù)與第一點函數(shù)的比較確定其單調(diào)性區(qū)間，在單調(diào)區(qū)間內(nèi)，優(yōu)先在單調(diào)方向上找尋曲線函數(shù)，如找不到再在單調(diào)方向的反方向找尋曲線函數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，其特征是對所得各數(shù)據(jù)采用后驗校正法去除圖形的畸變。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，其特征是坐標轉(zhuǎn)換方程為x1＝xy1＝y(tǒng)-(L-sqrt(L*L-sqr((y-L)*sinθ))其中，L為圓弧的弦長，θ為圓弧的夾角。
6.一種從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，首先對記錄曲線的坐標紙進行掃描處理，得到曲線的圖表數(shù)據(jù)，其特征在于根據(jù)圖表數(shù)據(jù)的背景和目標圖像的輪廓，利用二值化過程去除背景圖表的輪廓，再根據(jù)曲線大致確定基線的位置，再用最小二乘法確定基線，然后以所得圖表數(shù)據(jù)的底邊起始位置為基準，再然后以所得圖表數(shù)據(jù)的底邊起始位置為基準，以預(yù)先確定的取樣長度單位為步長，逐段讀取曲線上各段的縱座標位于基線上下的狀態(tài)，同時將各長度位置X和與該長度位置相對應(yīng)的曲線上各段的縱座標位于基線上下的狀態(tài)函數(shù)存入數(shù)據(jù)庫中，其中位于曲線位于基線上方的點狀態(tài)函數(shù)為正，位于曲線位于基線下方的點狀態(tài)函數(shù)為負，處于曲線基線上的點狀態(tài)函數(shù)為零。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任一從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，其特征是按長度位置為基準，分別將同一長度位置的各函數(shù)分別存入數(shù)據(jù)庫，并建立檢索關(guān)系，在確定一個具體的長度位置時，可讀出在該長度位置處原曲線上的各函數(shù)數(shù)值和狀態(tài)函數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6所述的任一從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法，其特征是按長度位置為基準，先將各狀態(tài)函數(shù)中非零的狀態(tài)組合，形成狀態(tài)組合函數(shù)，再分別將同一長度位置的各函數(shù)分別存入數(shù)據(jù)庫，并建立檢索關(guān)系，在確定一個具體的長度位置時，可讀出在該長度位置處原曲線上的各函數(shù)數(shù)值和狀態(tài)組合函數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)中，從記錄于坐標紙上的曲線函數(shù)提取數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明所述的坐標紙是指用于滾筒式電動自記儀上的坐標紙。發(fā)明的方法是首先對記錄曲線的坐標紙進行掃描處理，得到曲線的圖表數(shù)據(jù)，再根據(jù)圖表數(shù)據(jù)的背景和目標圖像的輪廓，利用二值化過程去除背景圖表的輪廓，然后對曲線進行中值平滑處理，再以所得圖表數(shù)據(jù)的底邊起始位置為基準，以預(yù)先確定的取樣長度單位為步長，逐段讀取曲線上各段的縱坐標值Y，同時將各長度位置X和與該長度位置相對應(yīng)的函數(shù)值Y存入數(shù)據(jù)庫中。
文檔編號G06K11/00GK1794268SQ20051002275
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者屈志毅, 胡文超, 張景春, 陳旭輝, 陳曉云, 祝小妮, 孔令旺, 陸登榮, 劉渝, 薛萬孝, 王 忠, 周域, 吳煥霞 申請人:蘭州大學(xué), 甘肅省氣象信息網(wǎng)絡(luò)中心