一种自立式钢烟囱设计数据增强方法技术

本发明专利技术涉及图像处理技术领域，具体涉及一种自立式钢烟囱设计数据增强方法。该方法包括：获取自立式钢烟囱区域的初始图像，对初始图像进行下采样获得下采样图像，获得初始图像对应的第一希尔伯特曲线和下采样图像对应的第二插值曲线；分别将各第二插值曲线与第一希尔伯特曲线进行匹配，获得各第二插值曲线上的异常点，并构建各异常点对应的特征点集合，进而得到各异常点的目标值；根据目标值以及各异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，确定各异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的权重，进而获得增强图像。本发明专利技术提高了自立式钢烟囱图像数据的增强效果。像数据的增强效果。像数据的增强效果。

【技术实现步骤摘要】
一种自立式钢烟囱设计数据增强方法


[0001]本专利技术涉及图像处理
，具体涉及一种自立式钢烟囱设计数据增强方法。

技术介绍

[0002]在使用CAD绘制自立式钢烟囱的设计图纸后，需要将CAD图纸输出为高分辨率的光栅图像，当输出的图像分辨率不能满足需求时，通常会借助一些后期处理软件如Photoshop等进行图像处理，常规方法采用双线性插值提高图像分辨率，插值是一种在原有数据的基础上衍生出来新的数据，使得分辨率增大的数据增强方法，但当对相邻四个像素点采用双线性插值时，所得表面在邻域处是吻合的，但斜率不吻合，并且双线性灰度插值的平滑作用可能使得图像的细节，即自然过渡的效果产生退化，这种现象在进行图像放大时尤其明显，因此现有的双线性灰度插值方法对自立式钢烟囱图像数据的增强效果较差。

技术实现思路

[0003]为了解决现有的双线性灰度插值方法在对自立式钢烟囱图像数据进行增强时存在的增强效果较差的问题，本专利技术的目的在于提供一种自立式钢烟囱设计数据增强方法，所采用的技术方案具体如下：本专利技术提供了一种自立式钢烟囱设计数据增强方法，该方法包括以下步骤：获取自立式钢烟囱区域的初始图像；基于所述初始图像的最小外接矩形获得基元的尺寸；对所述初始图像进行多次下采样处理得到各下采样图像，基于所述基元获得所述初始图像对应的第一希尔伯特曲线和各下采样图像对应的第二希尔伯特曲线；对各下采样图像对应的第二希尔伯特曲线进行插值处理得到各下采样图像对应的第二插值曲线；分别将各第二插值曲线与所述第一希尔伯特曲线进行匹配，获得各第二插值曲线上的异常点；将各异常点的匹配点构成的集合作为各异常点对应的特征点集合，基于所述特征点集合、各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，得到各异常点的目标值；根据所述目标值以及各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，确定各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的权重；基于所述权重对所述初始图像进行插值处理，获得自立式钢烟囱区域的增强图像。
[0004]优选的，所述基于所述初始图像的最小外接矩形获得基元的尺寸，包括：计算所述初始图像的最小外接矩形的长宽比；将所述长宽比中的分子作为基元的长，将所述长宽比中的分母作为基元的宽。
[0005]优选的，所述分别将各第二插值曲线与所述第一希尔伯特曲线进行匹配，获得各第二插值曲线上的异常点，包括：获取第二插值曲线上的点与所述第一希尔伯特曲线上的点的匹配关系；
对于任一第二插值曲线上的任一点：判断第一希尔伯特曲线上与该点匹配的点的数量是否大于1，若大于，则将该点作为第二插值曲线上的异常点。
[0006]优选的，所述基于所述特征点集合、各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，得到各异常点的目标值，包括：以所述第一希尔伯特曲线的左下角的像素点为坐标原点，以过坐标原点的水平方向作为坐标系的X轴，以过坐标原点且与X轴垂直的方向作为坐标系的Y轴，构建直角坐标系；对于第二插值曲线上的第i个异常点：将第i个异常点对应的特征点集合中所有点的坐标作为PCA的输入，利用PCA算法获得特征点集合中特征点的主成分方向，将特征值最大的主成分方向记为最大主方向，将最大主方向对应的斜率记为第i个异常点对应的目标斜率；在第一希尔伯特曲线上作一条斜率为目标斜率，且与第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻的两个点的距离相等的直线，并记为该异常点对应的第一直线；在第一希尔伯特曲线上过第i个异常点的对应位置作一条垂直于第一直线的直线，并记为第i个异常点对应的第二直线；将第一直线与第二直线的交点的曲线值作为第i个异常点的目标值。
[0007]优选的，所述根据所述目标值以及各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，确定各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的权重，包括：对于第二插值曲线上的第i个异常点：根据第i个异常点的目标值、第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的值，构建如下的目标方程：其中，为第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左侧相邻点的曲线值，为第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的右侧相邻点的曲线值，为第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左侧相邻点的权重，为第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的右侧相邻点的权重，为第二插值曲线上的第i个异常点的目标值；基于所述目标方程，得到第i个异常点在第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的权重。
[0008]优选的，基于所述权重对所述初始图像进行插值处理，获得自立式钢烟囱区域的增强图像，包括：对于第一希尔伯特曲线上的任一点：若该点的权重的数量大于1，则将该点的权重的均值作为该点的目标权重；若该点的权重的数量等于1，则将该点的权重作为该点的目标权重；基于第一希尔伯特曲线上各点的目标权重，采用双线性插值方法对所述初始图像进行插值处理，将插值完成后的图像记为自立式钢烟囱区域的增强图像。
[0009]优选的，所述第二插值曲线的长度与所述第一希尔伯特曲线的长度相同。
[0010]本专利技术至少具有如下有益效果：本专利技术基于自立式钢烟囱区域的初始图像的最小外接矩形构建了基元，使得最小外接矩形内的烟囱区域可以进行希尔伯特曲线的构建，因此基于基元构建了自立式钢烟囱区域的初始图像对应的第一希尔伯特曲线；本专利技术的目的是提高分自立式钢烟囱区域的初始图像的分辨率，为了达到该目的本实施例将对初始图像进行插值处理，考虑到下采样的反过程是一个插值过程，因此本专利技术对自立式钢烟囱区域的初始图像进行下采样处理获得多张下采样图像，并构建了每张下采样图像对应的第二希尔伯特曲线，由于第一希尔伯特曲线是基于初始图像构建的，而第二希尔伯特曲线是基于下采样图像构建的，因此第二希尔伯特曲线的长度小于第一希尔伯特曲线的长度，后续将对第一希尔伯特曲线和第二希尔伯特曲线进行匹配以获取异常点，因此本专利技术采用的现有的插值方法对每个第二希尔伯特曲线进行了插值处理，获得了每张下采样图像对应的第二插值曲线；然后将各第二插值曲线与第一希尔伯特曲线进行匹配，基于匹配结果获取了异常点，异常点所在位置的自然过渡效果不正常，因此为了保证后续的插值效果，需要结合异常点以及异常点的相邻点的信息来获取插值处理时对应的权重；在对初始图像进行插值时，预测值与实际值的差值最小时，预测效果最佳，但插值实际上并未对实际值和预测值进行比较，因此基于不同下采样层的希尔伯特曲线的变化，来计算每个位置进行插值时其相邻像素点的权重，能够使得过渡效果较好，由于下采样后图像与原图像的联系紧密，因此下采样图像对应的第二插值曲线和第一希尔伯特曲线的匹配结果可以作为实际插值的参考，进而对实际的插值过程进行调控；本专利技术基于异常点和异常点的匹配点获得了异常点的目标值，进而确定了异常点的左右两侧相邻点的权重，并基于权重对初始图像进行插值，本专利技术使用希尔伯特曲线作为过渡是否平稳的评价指标对插值过程进行调整，进而赋予不同点不同的插值权重，使得插值后的过渡效果更好，提高了自立式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自立式钢烟囱设计数据增强方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取自立式钢烟囱区域的初始图像；基于所述初始图像的最小外接矩形获得基元的尺寸；对所述初始图像进行多次下采样处理得到各下采样图像，基于所述基元获得所述初始图像对应的第一希尔伯特曲线和各下采样图像对应的第二希尔伯特曲线；对各下采样图像对应的第二希尔伯特曲线进行插值处理得到各下采样图像对应的第二插值曲线；分别将各第二插值曲线与所述第一希尔伯特曲线进行匹配，获得各第二插值曲线上的异常点；将各异常点的匹配点构成的集合作为各异常点对应的特征点集合，基于所述特征点集合、各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，得到各异常点的目标值；根据所述目标值以及各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，确定各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的权重；基于所述权重对所述初始图像进行插值处理，获得自立式钢烟囱区域的增强图像。2.根据权利要求1所述的一种自立式钢烟囱设计数据增强方法，其特征在于，所述基于所述初始图像的最小外接矩形获得基元的尺寸，包括：计算所述初始图像的最小外接矩形的长宽比；将所述长宽比中的分子作为基元的长，将所述长宽比中的分母作为基元的宽。3.根据权利要求1所述的一种自立式钢烟囱设计数据增强方法，其特征在于，所述分别将各第二插值曲线与所述第一希尔伯特曲线进行匹配，获得各第二插值曲线上的异常点，包括：获取第二插值曲线上的点与所述第一希尔伯特曲线上的点的匹配关系；对于任一第二插值曲线上的任一点：判断第一希尔伯特曲线上与该点匹配的点的数量是否大于1，若大于，则将该点作为第二插值曲线上的异常点。4.根据权利要求1所述的一种自立式钢烟囱设计数据增强方法，其特征在于，所述基于所述特征点集合、各异常点在所述第一希尔伯特曲线上对应位置的左右两侧相邻点的曲线值，得到各异常点的目标值，包括：以所述第一希尔伯特曲线的左下角的像素点为坐标原点，以过坐标原点的水平方向作为坐标系的X轴，以过坐标原点且与X轴垂直的方向作为坐标系的Y轴，构建直角坐标系；对于第二插值曲线上的第i个异常点：将第i个异常点对应的特征点集合中所有...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩召先，韩家兴，包宇，邵斐璠，徐玥，
申请(专利权)人：青岛昊宇重工有限公司，
类型：发明
国别省市：