专利名称：一种点分布型彩色编码标志的解码方法
技术领域：
本发明涉及一种点分布型彩色编码标志的解码方法。
背景技术：
点分布型编码标志是一种常见的编码标志，在近景摄影测量自动化处理中一直发挥着重要的作用，如图1和图2，传统的灰度点分布型编码标志由8个形状相同的白色圆形标志点构成，可分为模板点和编码点两类。因为各圆形标志点之间没有明显的特征，所以只能通过解算它们之间的关系来区别它们，进而可以根据相应的规则对它进行解码。但是，在实际应用过程中，由于像片倾角往往比较大，相机自身也存在一定的畸变，会使得编码标志中点位之间的关系不够稳定，进而导致无法正确识别编码标志。而彩色点分布型编码标志中标志点的颜色差别非常明显，可以直接通过颜色信息来区别它们，虽然彩色编码标志存在图像数据量较大、编码个数稍少等不足，但是能够满足正常的应用，且结构相对简单，无需运算就可直接区别各标志点，因而在编码解码时运算量更小、稳定性更好。
发明内容
本发明的目的是提供一种点分布型彩色编码标志的解码方法，用以解决传统点分布型编码标志识别率不高的问题。为实现上述目的，本发明的方案是一种点分布型彩色编码标志的解码方法，该彩色编码标志的基板上设有6个颜色各异的标志点，分为4个模板点和2个编码点，所述模板点的坐标已知，其中3个模板点分别位于坐标系的X轴、Y轴和坐标原点，另一个模板点位于编码标志的中心，2个编码点位于设定的编码点位上，其中4个模板点的颜色固定，2个编码点的颜色为其它两种设定的颜色，所述标志点的形状为圆形，其解码方法步骤如下
(O从摄影图像中提取出与本发明待解码的模板彩色编码标志中标志点的颜色和形状相同的图形，初步确定摄影图像中的标志点；
(2 )从初步确定的标志点中识别出与位于所述模板彩色编码标志中心的模板点颜色相同的标志点，并以它为中心判断距它设定距离内是否存在其他5个不同颜色的标志点，如果存在，则初步确定这6个标志点构成一个彩色编码标志，并转入步骤(3)，否则确定该标志点不是一个彩色编码标志的中心，予以剔除；
(3)根据所述模板彩色编码标志中4个模板点的坐标与该4个模板点在摄影图像中的真实坐标，建立其仿射变换模型，并求解出仿射变换模型参数；
(4)根据求出的仿射变换模型参数，将模板彩色编码标志中2个编码点的坐标依次带入所述仿射变换模型中，计算出2个编码点变换后的坐标；
(5)设置点位误差限值，当变换后的编码点点位与模板彩色编码标志中的编码点点位相差小于误差限值时，该编码点的点位即为该模板彩色编码标志的编码点位，由此得出其编码。
进一步地，提取出与本发明待解码的模板彩色编码标志中标志点的颜色和形状相同的图形，包括如下步骤
(1)对颜色进行识别根据各标志点的RGB灰度值，先判断灰度值最大的颜色分量可能是哪几种颜色的标志点，然后用另外两种颜色分量的灰度值判断该标志点是否具备另外一种或两种颜色，如果有则根据灰度值判断其颜色，最后将确定出的几种可能的像素颜色相叠加，即为该图形的颜色；
(2)对形状进行识别首先提取摄影图像中各图形的边缘，然后根据提取出的边缘信息，判断图形的边缘是否闭合、图形的大小是否与模板中的标志点接近，初步判断图形的圆度，并通过进一步对圆度的计算，确定该图形是否为圆形，从而提取出图像中的圆形标志占.
(3 )对从摄影图像中提取出的圆形标志点进行定位。对图形边缘的提取采用Canny缘提取算法，对标志点的定位采用椭圆中心法。本发明的有益效 果本发明根据彩色编码标志中各圆形标志点的不同颜色和排列方式，组合多种判断、提取和识别方法，简化了解码步骤，提高了对彩色编码标志识别的正确率。
图1是现有传统点分布型编码标志设计；
图2是现有传统点分布型编码标志实例；
图3是彩色点分布型编码标志设计；
图4是彩色点分布型编码标志实例。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。如图3和图4所示，本发明的彩色点分布型编码标志由6个形状相同而颜色各异的圆形标志点构成，分为4个模板点和2个编码点，其中4个模板点的坐标已知，图3中16个带数字的圆形点为一组编码点位，其坐标已知，2个模板点位于其中任意两个点位上。编码标志中6个标志点的颜色选用红、绿、蓝、白、赤紫、黄和青绿，其中，黄色由红色和绿色叠加得到，赤紫色由红色和蓝色叠加得到，青绿色由蓝色和绿色叠加得到，白色由红、绿、蓝叠加得到。本实施例中，4个模板点的颜色分别为红、绿、蓝、白，红色模板点位于坐标的原点，绿色模板点在Y轴，蓝色模板点在X轴，白色模板点位于编码标志的中心，2个编码点分别为黄色和赤紫色。本实施例对上述彩色编码标志的具体解码过程如下
(I)初步确定彩色编码标志从摄影图像中提取数据，确定出与上述编码标志中标志点的颜色和形状相同的图形，初步确定摄影图像中可能的编码标志的标志点，然后找出摄影图像中的白色标志点，并以它的坐标(Xo，y0)为中心，通过欧拉距离计算公式
S1- )'+^- )2，得到它与其他5个不同颜色点的距离，如果Si小于限差V则认为它们可能是一个彩色编码标志中的圆形标志点。仅当它们分别为不同颜色的圆形标志点，并且点的个数仅有6个，才确定它们为一个彩色编码标志的点集。(2)采用仿射变换模型
权利要求
1.一种点分布型彩色编码标志的解码方法，其特征在于，该彩色编码标志的基板上设有6个颜色各异的标志点，分为4个模板点和2个编码点，所述模板点的坐标已知，其中3 个模板点分别位于坐标系的X轴、Y轴和坐标原点，另一个模板点位于编码标志的中心，2个编码点位于设定的编码点位上，其中4个模板点的颜色固定，2个编码点的颜色为其它两种设定的颜色，所述标志点的形状为圆形，其解码方法步骤如下(1)从摄影图像中提取出与本发明待解码的模板彩色编码标志中标志点的颜色和形状相同的图形，初步确定摄影图像中的标志点；(2 )从初步确定的标志点中识别出与位于所述模板彩色编码标志中心的模板点颜色相同的标志点，并以它为中心判断距它设定距离内是否存在其他5个不同颜色的标志点，如果存在，则初步确定这6个标志点构成一个彩色编码标志，并进入步骤(3)，否则确定该标志点不是一个彩色编码标志的中心，予以剔除；(3)根据所述模板彩色编码标志中4个模板点的坐标与该4个模板点在摄影图像中的真实坐标，建立其仿射变换模型，并求解出仿射变换模型参数；(4)根据求出的仿射变换模型参数，将模板彩色编码标志中2个编码点的坐标依次带入所述仿射变换模型中，计算出2个编码点变换后的坐标；(5)设置点位误差限值，当变换后的编码点点位与模板彩色编码标志中的编码点点位相差小于误差限值时，该编码点的点位即为该模板彩色编码标志的编码点位，由此得出其编码。
2.根据权利要求1所述的点分布型彩色编码标志的解码方法，其特征在于，提取出与本发明待解码的模板彩色编码标志中标志点的颜色和形状相同的图形，包括如下步骤(1)对颜色进行识别根据各标志点的RGB灰度值，先判断灰度值最大的颜色分量可能是哪几种颜色的标志点，然后用另外两种颜色分量的灰度值判断该标志点是否具备另外一种或两种颜色，如果有则根据灰度值判断其颜色，最后将确定出的几种可能的像素颜色相叠加，即为该图形的颜色；(2)对形状进行识别首先提取摄影图像中各图形的边缘，然后根据提取出的边缘信息，判断图形的边缘是否闭合、图形的大小是否与模板中的标志点接近，初步判断图形的圆度，并通过进一步对圆度的计算，确定该图形是否为圆形，从而提取出图像中的圆形标志占.(3)对从摄影图像中提取出的圆形标志点进行定位。
3.根据权利要求2所述的点分布型彩色编码标志的解码方法，其特征在于，对图形边缘的提取采用Canny缘提取算法。
4.根据权利要求2所述的点分布型彩色编码标志的解码方法，其特征在于，对标志点的定位采用椭圆中心法。
全文摘要
本发明涉及一种点分布型彩色编码标志的解码方法，该彩色编码标志的基板上设有6个颜色各异的圆形标志点，分为4个模板点和2个编码点，其中4个模板点的颜色固定、坐标已知，2个编码点的颜色为其它两种设定的颜色、并位于设定的编码点位上，本发明首先通过对摄影图像中各图形的颜色和形状的识别，初步确定彩色编码标志的标志点，识别出位于编码标志中心点的标志点，并以它为中心找出其他5个标志点，根据4个模板点在编码标志中的设定坐标和其在摄影图像中的真实坐标建立放射变换模型，求出相应的仿射变换参数，并解算出编码点的真实坐标，从而得出该编码标志的编码，简化了解码步骤，提高了对彩色编码标志识别的正确率。
文档编号G06K7/10GK103049731SQ20131000090
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月4日 优先权日2013年1月4日
发明者王栋, 邢帅, 徐青, 侯一凡, 孙伟, 郭海涛, 张衡, 卢俊, 吕亮, 施群山, 耿迅, 李鹏程, 张昊 申请人:中国人民解放军信息工程大学