專利名稱：標記中心點提取方法、裝置及圖像處理系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及圖形編碼領域，尤其涉及一種標記中心點提取方法、裝置及圖像處理系統(tǒng)。
背景技術：
隨著圖形編碼技術的發(fā)展，近年來已經出現(xiàn)在各種印刷媒體(例如書刊、證件、廣告、產品標識等)上印刷以一定規(guī)則布置，用來記錄特定數據符號信息的光學幾何圖形來提供附加信息的便利做法，印刷媒體的讀者或使用者可以通過一些通用或專用的識讀工具將光學幾何圖案讀入電腦或上位機，以獲取該幾何圖案所對應的信息或相應信息的鏈接
坐寸o這些幾何圖案通常是采用幾種顏色的色塊(例如一維碼或二維碼等)或由稀疏點陣構成的點圖形來記錄特定數據符號信息。對于采用由稀疏點陣構成的點圖形的圖形編碼方案來說，點圖形中各個信息點的提取是點圖形計算和解碼的基礎。如果要實現(xiàn)準確的解碼，采集圖像中的各個信息點的點中心的精確提取則通常是必需的。如果點中心提取不準確或存在丟失情況，則會進一步造成信息點的位置失準和點丟失，也可能會得到虛假的信息點等問題。在現(xiàn)有的一些圖形編碼讀取方案中，為了從采集的圖像中抽取點中心，首先將攝像機采集到的灰度圖像進行二值化，轉換成僅僅具有強度0和255的黑白圖像，再將圖像轉換為黑白圖像后，然后再根據黑白圖像中的二值團塊來求取中心作為最終抽取到的點中心。但這種做法存在一定的缺陷，其中二值化的閾值較難確定，而且二值化后的黑白圖像丟失了有一定參考價值的灰度信息，從而對于質量較差的圖像中的點中心提取，則可能導致提取出虛假的信息點，丟失有用的信息點的問題，而且確定的點中心的位置可能也并不準確。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提出一種標記中心點提取方法、裝置及圖像處理系統(tǒng)，能夠實現(xiàn)采集圖像中的各個信息點的點中心的精確提取，盡量克服提取出的信息點的點中心位置失準、點丟失或虛假點等問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種標記中心點提取方法，包括:從圖像的像素采集區(qū)域中選取預設尺寸的搜索區(qū)域，計算所述搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值，并對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值；將所述灰度閾值與所述搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值進行比較，并確定所述搜索區(qū)域中灰度值小于所述灰度閾值的所有像素；對已確定的所有像素進行遍歷，并在對每個當前遍歷像素的處理過程中，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素；
如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記，以便在后續(xù)流程中將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。進一步的，如果當前遍歷像素的灰度值大于所述鄰域像素任一像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行第二類型的標記或者對當前遍歷像素不進行標記。進一步的，如果當前遍歷像素的灰度值等于所述鄰域像素中灰度最小的至少一個像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行第一類型的標記，并取消或保留與當前遍歷像素的灰度值相等的鄰域像素的第一類型的標記。進一步的，對于所述像素采集區(qū)域中灰度值等于所述灰度閾值的所有像素，也參與遍歷的處理過程。進一步的，所述第一類型的標記對應于灰度為0的黑色圖像，第二類型的標記對應于灰度為255的白色圖像。進一步的，所述搜索區(qū)域的灰度閾值根據搜索區(qū)域的更換而重新計算。進一步的，所述搜索區(qū)域的尺寸根據圖像分辨率、中心點提取的誤差率、預留緩存大小和/或搜索區(qū)域更換次數設定，所述相鄰區(qū)域的大小及范圍根據圖像分辨率和/或中心點提取的誤差率確定。進一步的，所述搜索區(qū)域為5X12的矩形區(qū)域，所述相鄰區(qū)域的所有像素為當前遍歷像素周圍鄰接的8個像素。進一步的，所述對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值的操作具體為:將計算得到的所述平均灰度值與預設的灰度修正值和/或灰度修訂系數進行線性計算，并將得到的結果作為灰度閾值。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種標記中心點提取裝置，包括:搜索區(qū)域選擇單元，用于從圖像的像素采集區(qū)域中選取預設尺寸的搜索區(qū)域；平均灰度計算單元，用于計算所述搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值；灰度閾值計算單元，用于對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值；灰度閾值比較單元，用于將所述灰度閾值與所述搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值進行比較；遍歷像素確定單元，用于確定所述搜索區(qū)域中灰度值小于所述灰度閾值的所有像素；像素遍歷處理單元，用于對已確定的所有像素進行遍歷，并在對每個當前遍歷像素的處理過程中，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素，如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記；像素坐標傳送單元，用于將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。進一步的，所述像素遍歷處理單元還用于在當前遍歷像素的灰度值大于所述鄰域像素任一像素的灰度值時，對當前遍歷像素進行第二類型的標記或者對當前遍歷像素不進行標記。
進一步的，所述像素遍歷處理單元還用于在當前遍歷像素的灰度值等于所述鄰域像素中灰度最小的至少一個像素的灰度值時，對當前遍歷像素進行第一類型的標記，并取消或保留與當前遍歷像素的灰度值相等的鄰域像素的第一類型的標記。進一步的，所述像素遍歷處理單元也用于對所述像素采集區(qū)域中灰度值等于所述灰度閾值的所有像素進行遍歷處理。進一步的，所述第一類型的標記對應于灰度為0的黑色圖像，第二類型的標記對應于灰度為255的白色圖像。進一步的，所述搜索區(qū)域的灰度閾值根據搜索區(qū)域的更換而重新計算。進一步的，所述搜索區(qū)域的尺寸根據圖像分辨率、中心點提取的誤差率、預留緩存大小和/或搜索區(qū)域更換次數設定，所述相鄰區(qū)域的大小及范圍根據圖像分辨率和/或中心點提取的誤差率確定。進一步的，所述搜索區(qū)域為5X12的矩形區(qū)域，所述相鄰區(qū)域的所有像素為當前遍歷像素周圍鄰接的8個像素。進一步的，所述灰度閾值計算單元具體包括:灰度修正組件，用于將計算得到的所述平均灰度值與預設的灰度修正值和/或灰度修訂系數進行線性計算，并將得到的結果作為灰度閾值。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種包括任一前述的標記中心點提取裝置的圖像處理系統(tǒng)，還包括:數據處理裝置，用于根據從所述標記中心點提取裝置獲得的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。進一步的，所述標記中心點提取裝置由現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProgrammableGate Array,簡稱FPGA)器件實現(xiàn)?；谏鲜黾夹g方案，本發(fā)明采用了直接從灰度圖像中提取標記點中心的坐標的方式，這種方式直接根據搜索區(qū)域的灰度圖像來確定灰度閾值，且在提取標記點時根據遍歷像素的實際灰度值作為選擇的基礎，不僅可以盡量消除照明的不均勻、材質反光、鏡頭對比度等對灰度圖像的影響，而且也避免了現(xiàn)有技術中先進行二值化而導致的有價值的灰度信息的丟失，因此相比于現(xiàn)有技術中的標記點中心提取方式，本發(fā)明的標記點中心提取方式更加可靠準確；另外在另一實施例中，點中心提取過程可以通過FPGA器件實現(xiàn)，即將搜索區(qū)域中的符合要求的像素選出，再對選出的像素分別進行匹配來確定標記點中心的坐標等步驟以流水線方式實現(xiàn)，不會增加額外的處理時間，因此具有較高的處理效率。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中:圖1為數字印刷設備在印刷媒體(例如紙張等)的表面上形成墨點的過程示意圖。圖2為原始圖形的編碼圖案與設備實際采集到的編碼圖案的對比示意圖。圖3為像素灰階由黑至白漸變的變化示意圖。圖4為光學讀取設備采集到的一種稀疏點陣圖形的標記點分布和形狀的示意圖。
圖5為光學讀取設備采集到的一種稀疏點陣圖形的標記點相鄰像素的范圍的示意圖。圖6為本發(fā)明標記中心點提取方法的一實施例的流程示意圖。圖7為圖6實施例中涉及的搜索區(qū)域和相鄰區(qū)域的示意圖。圖8為本發(fā)明標記中心點提取方法的另一實施例中當前遍歷像素的灰度匹配的示意圖。圖9為本發(fā)明標記中心點提取裝置的一實施例的結構示意圖。圖10為本發(fā)明圖像處理系統(tǒng)的一實施例的結構示意圖。
具體實施例方式下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。在目前已有的編碼方案中，用來形成點陣的標記點基本是由數字印刷設備印刷時所形成的墨點。在打印時，墨點與紙張表面接觸后會發(fā)生碰撞，墨點因其表面張力而聚集，呈球面凸起狀，從而從外觀上形成點的形狀。參見圖1，打印所形成的墨點與紙張表面的接觸面積的大小取決于墨點的體積、沖撞強度以及墨點與紙張表面的親和性。而且由于墨點的形狀以及墨點被紙張吸收的程度不同，在通過光學設備實際采集到的點陣圖像中，墨點中心的灰度要小于墨點邊緣的灰度，換句話說，墨點中心通常要比邊緣更黑。以局部使用4顆850nm的紅外發(fā)光二極管照亮勻光體，再由勻光體散射的光照亮整個采集平面的方式為例，此時由于光學讀取設備(例如灰度攝像機等)的鏡頭存在像差，因此在具有較大亮度反差的圖形邊緣，會出現(xiàn)像素灰度的過渡，如圖2所示，左邊的圖形為原始文件中一對標記點的圖形，其中這對標記點呈黑色，背景色為白色，右邊的圖形為光學讀取設備所采集到的圖像，其中A點為背景像素，灰度值為123，B點為圖形邊緣像素，灰度值為73，C點為圖形中央，灰度值為37。上述各點的灰度值僅為協(xié)助理解本發(fā)明方案的參考，并非實際所示出的灰度值。對于光學讀取設備所采用的圖像傳感器來說，以CMOS圖像傳感器為例，其所采集到的圖像是由像素構成的，如圖3所示，為像素灰階由黑至白漸變的變化示意圖。每個像素具有0 255級灰度，灰度值越小表示目標圖像越暗，反之圖像灰度值越大則表示目標圖像越亮。而圖3中所示出的百分比數據是灰度值占灰度總的級別數255的百分比。從圖3中可以看出，隨著灰度值所占百分比的增加，目標圖像亮度從暗到明。下面簡單介紹一種由光學讀取設備采集到的稀疏點陣圖形，參見圖4，在圖中低亮度的標記點被布置在高亮度的背景上，這些標記點分布稀疏，不會重疊，且覆蓋率較低。標記點的形狀為不限于圓形、多邊形等的實心圖形。標記點在圖像傳感器中表現(xiàn)為I 36個相對背景灰度較低的相鄰像素，這多個像素表示單個標記點的位置和大小。在標記中心點提取過程中，只需要提取標記點的位置信息(例如坐標信息等)，標記點的位置信息選取標記點的幾何中心最佳，也就是需要準確計算出中心點的坐標即可。另外根據標記點的形狀特征，圓形或者接近圓形的中心對稱圖形，而且?guī)缀沃行狞c附近的像素灰度值小于遠離幾何中心的像素的灰度值。如圖5所示，左邊的圖像為一種稀疏點陣圖形被實際采集后的編碼圖，該編碼圖的分辨率為240X240，右邊的圖像是將一個標記點對及其周圍的像素共16X16的區(qū)域，放大12倍后觀察到的圖像。從右邊圖像中可以明顯地看出兩個標記點的像素組成和灰度過渡情況。其中，A點為標記點中心像素，灰度值為42，A點為此相鄰區(qū)域中最暗的像素點；B點為背景像素，灰度值為146 ；C點為標記點靠近中心的像素,灰度值為47。D點為標記點邊緣像素，灰度值為84。上述各點的灰度值僅為協(xié)助理解本發(fā)明方案的參考，并非實際所示出的灰度值?；谇笆霾杉幋a圖形的說明，本發(fā)明提供了較現(xiàn)有技術更為優(yōu)越的標記中心點的提取方案，能夠更加準確快速的獲得標記中心點。如圖6所示，為本發(fā)明標記中心點提取方法的一實施例的流程示意圖。在本實施例中，標記中心點的提取流程包括:步驟100、從圖像的像素采集區(qū)域中選取預設尺寸的搜索區(qū)域，計算所述搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值，并對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值；步驟200、將所述灰度閾值與所述搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值進行比較，并確定所述搜索區(qū)域中灰度值小于所述灰度閾值的所有像素；步驟300、對已確定的所有像素進行遍歷，并在對每個當前遍歷像素的處理過程中，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素；步驟400、如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記，以便在后續(xù)流程中將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。在本實施例中，從圖像的像素采集區(qū)域中所選取的搜索區(qū)域參見圖7，針對圖4或圖5中涉及的稀疏點陣編碼方案，打印分辨率為600dpi，一個打印像素點的直徑為25.4mm/600 = 0.0423mm ;每個標記點在打印時一般由2X2個打印像素點構成，因此每個標記點的直徑為0.0423X2 = 0.0846mm。使用的圖像傳感器分辨率為240X 240，采集的編碼圖形尺寸為8mmX8mm，所以在采集的圖像中，每個像素對應的碼圖尺寸為8mm/240 =
0.0333mm。標記點直徑/像素尺寸=0.0846/0.0333 = 3個像素，假設標記點在圖像上為近似正方形，一個標記點對應到采集圖像上的像素點數目為3X3 = 9個像素點。根據打印機或者印刷機的性能以及打印材質的不同，實際標記點的大小會有變化，為保證碼圖的抗干擾性能，可以要求標記點采集的像素在3個像素點以上，在36個像素點以下。根據以上要求，我們可選取5X12的矩形區(qū)域作為搜索區(qū)域，搜索區(qū)域的尺寸可以由圖像分辨率、中心點提取的誤差率、預留緩存大小及搜索區(qū)域更換次數等因素中的一個或多個因素進行設定。選擇合適的搜索區(qū)域便于確定更適合的灰度閾值，從而實現(xiàn)更準確的標記中心點提取。在確定了搜索區(qū)域后，對搜索區(qū)域中的每個像素的灰度值進行統(tǒng)計，計算出該區(qū)域中各個像素的平均灰度值，以此作為基礎進一步修成得到灰度閾值。灰度閾值的修正計算可以將計算得到的平均灰度值與預設的灰度修正值和/或灰度修訂系數進行線性計算，并將得到的結果作為灰度閾值。例如:將平均灰度值與預設的灰度修正值相加的結果作為灰度閾值，或者將平均灰度值與預設的灰度修訂系數相乘的結果作為灰度閾值，或者將平均灰度值與預設的灰度修訂系數相乘并與預設的灰度修訂值相加的結果作為灰度閾值等。在確定了灰度閾值后，通過比較搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值與灰度閾值的關系來確定標記中心點備選的像素，備選像素可以通過判斷灰度值是否小于灰度閾值來確定，對于灰度值等于灰度閾值的像素來說，可以直接排除出備選像素的范圍，也可以作為備選像素參與后續(xù)的遍歷處理過程。在通過比較灰度閾值而確定了備選像素后，進一步對這些確定的所有像素進行遍歷，對于遍歷到的每個像素均進行以下的處理過程，即將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素；如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記。這里的鄰域像素是指相鄰區(qū)域(也稱鄰域)內的所有像素的每一個像素，其大小及范圍可根據圖像分辨率和/或中心點提取的誤差率等因素確定。圖7中所示出的相鄰區(qū)域的所有像素為當前遍歷像素周圍鄰接的8個像素。對當前遍歷像素的灰度比較過程中，可以確定出鄰域范圍內是否存在比當前遍歷像素更暗的像素，如果沒有找到更暗的像素，則可以將當前遍歷像素確定為標記中心點的備選，為了進行標識，可以對當前遍歷像素進行第一類型的標記，例如通過灰度為0的黑色圖像進行標記，也可以采用其他的字符或數字等方式進行標記。在形成了標記后，可以在形成標記后、或者遍歷完成、或者遍歷部分完成等時機將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而由數據處理裝置根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。對當前遍歷像素的灰度比較過程中，如果當前遍歷像素的灰度值大于鄰域像素任一像素的灰度值，則可以對當前遍歷像素進行第二類型的標記。例如通過灰度為255的白色圖像進行標記，也可以采用其他的字符或數字等方式進行標記?？紤]到當前遍歷像素與背景像素一樣均不參與標記中心點的確定，也可以對當前遍歷像素不進行標記。相應的在向數據處理裝置傳遞坐標時，既可以將第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，也可以將第一類型和第二類型的標記的坐標軍傳送給數據處理裝置。對于在比較灰度閾值的其他非備選像素，也可以在比較后均進行為第二類型的標記，并與第一類型的標記一起傳遞給數據處理裝置。在當前遍歷像素的灰度比較過程中，如果當前遍歷像素的灰度值等于鄰域像素中灰度最小的至少一個像素的灰度值，則可以對當前遍歷像素進行第一類型的標記，并保留與當前遍歷像素的灰度值相等的鄰域像素的第一類型的標記。這樣在3X3的鄰域范圍內，當前遍歷像素和與其灰度值相等的鄰域像素均被標記為第一類型，并在將坐標提交給數據處理裝置后，由數據處理裝置從一定范圍中多個像素選擇某一個或者選擇多個像素的重心等作為標記中心點。在另一實施例中，還有另外一種處理方式，即將鄰域像素中與當前遍歷像素灰度值相等的像素原先的第一類型的標記取消，如圖8所示。在左圖中，像素PB為當前遍歷像素P的鄰域像素，且與當前遍歷像素P的灰度值相等，右圖中處理后的當前遍歷像素P被標記為黑色，而PB原來的黑色標記被取消。這樣在規(guī)定的3X3的范圍內只存在一個第一類型的標記，而該第一類型的標記的坐標被傳送給數據處理裝置后，數據處理裝置可以直接根據第一類型的標記的坐標來作為標記中心點。在上述各標記點提取方法實施例中，隨著搜索區(qū)域的更換，相應更換后的搜索區(qū)域的灰度閾值重新計算。這樣可以更好的適應因環(huán)境光照的不均勻、材質的反光、鏡頭對比度不同等因素影響下的標記中心點的準確提取。
本領域普通技術人員可以理解:實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算設備的可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質包括:R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質。如圖9所示，為本發(fā)明標記中心點提取裝置的一實施例的結構示意圖。在本實施例中，標記中心點提取裝置包括:搜索區(qū)域選擇單元1、平均灰度計算單元2、灰度閾值計算單元3、灰度閾值比較單元4、遍歷像素確定單元5、像素遍歷處理單元6和像素坐標傳送單元7。搜索區(qū)域選擇單元I負責從圖像的像素采集區(qū)域中選取預設尺寸的搜索區(qū)域。平均灰度計算單元2負責計算所述搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值?；叶乳撝涤嬎銌卧?負責對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值。灰度閾值比較單元4負責將所述灰度閾值與所述搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值進行比較。遍歷像素確定單元5負責確定所述搜索區(qū)域中灰度值小于所述灰度閾值的所有像素。像素遍歷處理單元6負責對已確定的所有像素進行遍歷，并在對每個當前遍歷像素的處理過程中，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素，如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記。像素坐標傳送單元7負責將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。這里的第一類型的標記優(yōu)選灰度為0的黑色圖像。在本實施例中，搜索區(qū)域選擇單元I所選擇的搜索區(qū)域的尺寸可根據圖像分辨率、中心點提取的誤差率、預留緩存大小和/或搜索區(qū)域更換次數設定，優(yōu)選搜索區(qū)域為5X 12的矩形區(qū)域。而當搜索區(qū)域選擇單元I更換了搜索區(qū)域時，搜索區(qū)域的灰度閾值也可以根據搜索區(qū)域的更換而重新計算。灰度閾值計算單元3可以具體包括:灰度修正組件，用于將計算得到的所述平均灰度值與預設的灰度修正值和/或灰度修訂系數進行線性計算，并將得到的結果作為灰度閾值。像素遍歷處理單元6在比較鄰域像素時，所選擇的相鄰區(qū)域的大小及范圍均可根據圖像分辨率和/或中心點提取的誤差率確定。優(yōu)選相鄰區(qū)域的所有像素為當前遍歷像素周圍鄰接的8個像素。在另一個裝置實施例中，像素遍歷處理單元6還可以用于在當前遍歷像素的灰度值大于所述鄰域像素任一像素的灰度值時，對當前遍歷像素進行第二類型的標記或者對當前遍歷像素不進行標記。這里的第二類型標記優(yōu)選灰度為255的白色圖像。 在另一個裝置實施例中，像素遍歷處理單元6還可以用于在當前遍歷像素的灰度值等于所述鄰域像素中灰度最小的至少一個像素的灰度值時，對當前遍歷像素進行第一類型的標記，并取消或保留與當前遍歷像素的灰度值相等的鄰域像素的第一類型的標記。在又一個裝置實施例中，像素遍歷處理單元6也可以用于對所述像素采集區(qū)域中灰度值等于所述灰度閾值的所有像素進行遍歷處理。如圖10所示，為本發(fā)明圖像處理系統(tǒng)的一實施例的結構示意圖。在本實施例中，圖像處理系統(tǒng)包括前面所提到的任一種標記中心點提取裝置10的實施例和數據處理裝置
20。前面已對標記中心點提取裝置進行了細致的介紹，這里就不再贅述了。
數據處理裝置20負責根據從所述標記中心點提取裝置獲得的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。在標記中心點提取裝置10形成了標記后，可以在形成標記后、或者遍歷完成、或者遍歷部分完成等時機將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置20，數據處理裝置20可以根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。如果在3 X 3的鄰域范圍內，當前遍歷像素和與其灰度值相等的鄰域像素均被標記為第一類型，并在將坐標提交給數據處理裝置后，由數據處理裝置20從一定范圍中多個像素選擇某一個或者選擇多個像素的重心等作為標記中心點。如果在3X3的鄰域范圍內，只有一個像素被標記為第一類型，則數據處理裝置20可以直接根據第一類型的標記的坐標來作為標記中心點。標記中心點提取裝置10形成了標記后，在向數據處理裝置20傳遞坐標時，既可以將第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置20，也可以將第一類型和第二類型的標記的坐標軍傳送給數據處理裝置20。對于在比較灰度閾值的其他非備選像素，也可以在比較后均進行為第二類型的標記，并與第一類型的標記一起傳遞給數據處理裝置20。標記中心點提取裝置10可以通過FPGA器件實現(xiàn)，即將搜索區(qū)域中的符合要求的像素選出，再對選出的像素分別進行匹配來確定標記點中心的坐標等步驟以流水線方式實現(xiàn)，不會增加額外的處理時間，因此具有較高的處理效率。本說明書中各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其它實施例的不同之處，各個實施例之間相同或相似的部分相互參見即可。對于裝置實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關之處參見方法實施例的部分說明即可。最后應當說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解:依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進行修改或者對部分技術特征進行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，其均應涵蓋在本發(fā)明請求保護的技術方案范圍當中。
權利要求
1.一種標記中心點提取方法,包括: 從圖像的像素采集區(qū)域中選取預設尺寸的搜索區(qū)域，計算所述搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值，并對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值； 將所述灰度閾值與所述搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值進行比較，并確定所述搜索區(qū)域中灰度值小于所述灰度閾值的所有像素； 對已確定的所有像素進行遍歷，并在對每個當前遍歷像素的處理過程中，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素； 如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記，以便在后續(xù)流程中將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。
2.根據權利要求1所述的標記中心點提取方法，其中如果當前遍歷像素的灰度值大于所述鄰域像素任一像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行第二類型的標記或者對當前遍歷像素不進行標記。
3.根據權利要求2所述的標記中心點提取方法，其中如果當前遍歷像素的灰度值等于所述鄰域像素中灰度最小的至少一個像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行第一類型的標記，并取消或保留與當前遍歷像素的灰度值相等的鄰域像素的第一類型的標記。
4.根據權利要求1 3任一所述的標記中心點提取方法，其中對于所述像素采集區(qū)域中灰度值等于所述灰度閾值的所有像素，也參與遍歷的處理過程。
5.根據權利要求2所述的標記中心點提取方法，其中所述第一類型的標記對應于灰度為O的黑色圖像，第二類型的標記對應于灰度為255的白色圖像。
6.根據權利要求1所述的標記中心點提取方法，其中所述搜索區(qū)域的灰度閾值根據搜索區(qū)域的更換而重新計算。
7.根據權利要求6所述的標記中心點提取方法，其中所述搜索區(qū)域的尺寸根據圖像分辨率、中心點提取的誤差率、預留緩存大小和/或搜索區(qū)域更換次數設定，所述相鄰區(qū)域的大小及范圍根據圖像分辨率和/或中心點提取的誤差率確定。
8.根據權利要求7所述的標記中心點提取方法，其中所述搜索區(qū)域為5X12的矩形區(qū)域，所述相鄰區(qū)域的所有像素為當前遍歷像素周圍鄰接的8個像素。
9.根據權利要求1所述的標記中心點提取方法，其中所述對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值的操作具體為: 將計算得到的所述平均灰度值與預設的灰度修正值和/或灰度修訂系數進行線性計算，并將得到的結果作為灰度閾值。
10.一種標記中心點提取裝置，包括: 搜索區(qū)域選擇單元，用于從圖像的像素采集區(qū)域中選取預設尺寸的搜索區(qū)域； 平均灰度計算單元，用于計算所述搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值； 灰度閾值計算單元，用于對計算得到的所述平均灰度值進行修正得到灰度閾值； 灰度閾值比較單元，用于將所述灰度閾值與所述搜索區(qū)域中的各個像素的灰度值進行比較； 遍歷像素確定單元，用于確定所述搜索區(qū)域中灰度值小于所述灰度閾值的所有像素；像素遍歷處理單元，用于對已確定的所有像素進行遍歷，并在對每個當前遍歷像素的處理過程中，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較，所述鄰域像素為相鄰區(qū)域的所有像素的每一個像素，如果當前遍歷像素的灰度值小于所述鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記； 像素坐標傳送單元，用于將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而根據得到的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。
11.根據權利要求10所述的標記中心點提取裝置，其中所述像素遍歷處理單元還用于在當前遍歷像素的灰度值大于所述鄰域像素任一像素的灰度值時，對當前遍歷像素進行第二類型的標記或者對當前遍歷像素不進行標記。
12.根據權利要求11所述的標記中心點提取裝置，其中所述像素遍歷處理單元還用于在當前遍歷像素的灰度值等于所述鄰域像素中灰度最小的至少一個像素的灰度值時，對當前遍歷像素進行第一類型的標記，并取消或保留與當前遍歷像素的灰度值相等的鄰域像素的第一類型的標記。
13.根據權利要求10所述的標記中心點提取裝置，其中所述像素遍歷處理單元也用于對所述像素采集區(qū)域中灰度值等于所述灰度閾值的所有像素進行遍歷處理。
14.根據權利要求11所述的標記中心點提取裝置，其中所述第一類型的標記對應于灰度為0的黑色圖像，第二類型的標記對應于灰度為255的白色圖像。
15.根據權利要求10所述的標記中心點提取裝置，其中所述搜索區(qū)域的灰度閾值根據搜索區(qū)域的更換而重 新計算。
16.根據權利要求15所述的標記中心點提取裝置，其中所述搜索區(qū)域的尺寸根據圖像分辨率、中心點提取的誤差率、預留緩存大小和/或搜索區(qū)域更換次數設定，所述相鄰區(qū)域的大小及范圍根據圖像分辨率和/或中心點提取的誤差率確定。
17.根據權利要求16所述的標記中心點提取裝置，其中所述搜索區(qū)域為5X 12的矩形區(qū)域，所述相鄰區(qū)域的所有像素為當前遍歷像素周圍鄰接的8個像素。
18.根據權利要求10所述的標記中心點提取裝置，其中所述灰度閾值計算單元具體包括: 灰度修正組件，用于將計算得到的所述平均灰度值與預設的灰度修正值和/或灰度修訂系數進行線性計算，并將得到的結果作為灰度閾值。
19.一種包括權利要求10 18任一所述的標記中心點提取裝置的圖像處理系統(tǒng)，還包括: 數據處理裝置，用于根據從所述標記中心點提取裝置獲得的第一類型的標記的坐標確定標記中心點。
20.根據權利要求19所述的圖像處理系統(tǒng)，其中所述標記中心點提取裝置由現(xiàn)場可編程門陣列器件實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種標記中心點提取方法，包括從像素采集區(qū)域中選取搜索區(qū)域，計算搜索區(qū)域內各個像素的平均灰度值，并對計算得到的平均灰度值進行修正得到灰度閾值；將灰度閾值與搜索區(qū)域中像素的灰度值進行比較，并確定搜索區(qū)域中灰度值小于灰度閾值的所有像素；對已確定的所有像素進行遍歷，將當前遍歷像素的灰度值與鄰域像素的灰度值分別進行比較；如果當前遍歷像素的灰度值小于鄰域像素的灰度值，則對當前遍歷像素進行的第一類型的標記，以便在后續(xù)流程中將帶有第一類型的標記的坐標傳送給數據處理裝置，進而確定標記中心點。本發(fā)明還涉及一種標記中心點提取裝置及圖像處理系統(tǒng)。本發(fā)明能夠實現(xiàn)采集圖像中的各個信息點的點中心的精確提取。
文檔編號G06K9/32GK103164702SQ20111041492
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權日2011年12月13日
發(fā)明者李衛(wèi)偉 申請人:李衛(wèi)偉