椭圆拟合以及图像扶正_第1页
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椭圆拟合以及图像扶正_第3页
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文档简介

1、拟合椭圆更一般就是对圆锥曲线拟合,椭圆、双曲线、抛物线区在方程中区别在于偏心率同“1”的比较。下文对于椭圆的拟合,可以更一般的推广到其它圆锥曲线的拟合中去。在二维平面xy坐标系中有一离散的点集,i=0,1,2,3n-1,这n个点分布在椭圆曲线方程上,其中为点与拟合的期望方程的偏差。在xy坐标系中,椭圆方程的基本形式是:。证明如下:圆锥曲线上的每一点与曲线外的某点的距离,与其到某直线l: 的距离之比为常数,偏心率的大小也就决定了圆锥曲线的类型。那么有:;等价 ;所以圆锥曲线满足形式:。证毕曲线的拟合方程的原则是: 。,之间线性无关,所以可以使问题转化为最小二乘线性拟合问题,如下:=;=;=;有:

2、;为了得到系数矩阵X,使得曲线方程 ,对期望求导,得到最小二乘的矩阵表达式:,点集的数量n大于5时,得到矩阵以2范数为距离度量规则的最小解。当可逆时。MATLAB代码:function F=ellipsefit(X,Y)X=X'Y=Y'M=X.2,Y.2,X.*Y,X,Y;temp=M'*M;temp=inv(temp);n=size(X,1);F=temp*M'*ones(n,1);endPosition: (-3.8,-1)、(-4.5,3.27)、(0.7701,-0.084)、(-1.32,-2.19)、(-4,0.05)、(1.054,3.32)、 (-0.9196,6.8342)、(-3.59,6.17);Return F: F = 0.3008 ,0.1097,0.0154,0.9925,-0.4985;椭圆方程拟合结束后,对于图像处理来说,通常需要把其“扶正”。可以通过xy坐标系旋转来扶正,椭圆方程:,改写成矩阵形式:,其中 ;对其扶正,也就是寻找旋转矩阵,使得,以使椭圆可以表达为如下形式:。求解如下:寻找使正交阵P满足:;而由对称关系得出:; ;再而求得,这便是坐标轴扶正所需

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