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椭圆拟合:根据给定点 (x, y) 返回最优拟合椭圆 - MATLAB开发

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简介:
本MATLAB项目提供了一种算法,用于接收一系列二维点坐标(x,y),并计算这些点的最佳椭圆拟合。该工具可应用于图像处理和数据分析等领域,帮助用户识别数据中的椭圆形结构或模式。 用法:[semimajor_axis, semiminor_axis, x0, y0, phi] = ellipse_fit(x, y) 输入: - x - x 测量值的向量 - y - y 测量值的向量 输出: - semimajor_axis - 椭圆长轴的大小 - semiminor_axis - 椭圆短轴的大小 - x0 - 椭圆中心的 x 坐标 - y0 - 椭圆中心坐标 - phi - 相对于弧度的旋转角度 x 轴使用的算法:给定椭圆的二次形式: \[ a*x^2 + 2*b*x*y + c*y^2 + 2*d*x + 2*f*y + g = 0 \] 我们需要找到最佳(在最小二乘意义上)参数 \(a, b, c, d, f, g\)。为了将问题转化为常见的估计形式,等式两边除以\(a\), 然后把\(x^2\)移到另一边: \[ 2*b*x*y + c*y^2 + 2*d*x + 2*f*y + \frac{g}{a} = - x^2 \] 这样可以方便地进行参数估计和椭圆拟合。

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客服
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  • (x, y) - MATLAB
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    本MATLAB项目提供了一种算法,用于接收一系列二维点坐标(x,y),并计算这些点的最佳椭圆拟合。该工具可应用于图像处理和数据分析等领域,帮助用户识别数据中的椭圆形结构或模式。 用法:[semimajor_axis, semiminor_axis, x0, y0, phi] = ellipse_fit(x, y) 输入: - x - x 测量值的向量 - y - y 测量值的向量 输出: - semimajor_axis - 椭圆长轴的大小 - semiminor_axis - 椭圆短轴的大小 - x0 - 椭圆中心的 x 坐标 - y0 - 椭圆中心坐标 - phi - 相对于弧度的旋转角度 x 轴使用的算法:给定椭圆的二次形式: \[ a*x^2 + 2*b*x*y + c*y^2 + 2*d*x + 2*f*y + g = 0 \] 我们需要找到最佳(在最小二乘意义上)参数 \(a, b, c, d, f, g\)。为了将问题转化为常见的估计形式,等式两边除以\(a\), 然后把\(x^2\)移到另一边: \[ 2*b*x*y + c*y^2 + 2*d*x + 2*f*y + \frac{g}{a} = - x^2 \] 这样可以方便地进行参数估计和椭圆拟合。
  • MATLAB-(fitellipse)
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    本教程介绍如何使用MATLAB进行椭圆拟合,通过fitellipse函数实现数据点的最佳椭圆拟合,适用于图像处理和数据分析中的形状识别。 在MATLAB开发环境中使用fitellipse函数,根据一组给定的点(闭合轮廓)来找到最适合这些点的椭圆。
  • (Matlab)
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    简介:本资源提供了一套详细的Matlab代码和教程,用于在图像处理中进行椭圆检测与拟合,适用于科研及工程应用。 这是一个快速且非迭代的椭圆拟合算法。用法:A = EllipseDirectFit(XY)。 输入: - XY(n,2)数组代表n个点的坐标。 - x(i)=XY(i,1) - y(i)=XY(i,2) 输出: - A=[a b c d e f],表示椭圆拟合系数向量。其方程为:ax^2 + bxy + cy^2 + dx + ey + f = 0。 其中A被归一化为||A||=1。 可以转换输出的几何参数(如半轴、中心等)的具体理论公式可以在相关文献或资源中找到。此椭圆拟合理论由以下文章提出: - A. W. Fitzgibbon, M. Pilu, R. B. Fisher Direct Least Squares Fitting of Ellipses IEEE Trans. PAMI, Vol. 21, pages 476-480 (1999) 作者称该方法为“直接椭圆拟合”。 此代码基于一个合适的数值稳定版本R.Halir和J.Flusser,仅将数据进行了中心化处理以进一步提高性能。 注意:拟合输出值为椭圆!即使点可以得到更好的近似双曲线的逼近效果,您依然会获得一个椭圆。
  • MATLAB代码
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    这段MATLAB代码用于实现图像中椭圆形状的自动检测与拟合,适用于目标识别、模式识别等领域。 ellipsefit 是一个用于椭圆拟合的程序。示例为 ellipse1。无论输入多少个点的坐标,此程序都能计算出拟合的椭圆方程。
  • Hyperellipsoid Fit: 直接球及超球 - MATLAB
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    本项目提供了一种直接拟合二维椭圆、三维椭球及其他维度超椭球的方法。利用MATLAB实现,适用于数据点集的最佳拟合需求。 函数 HYPERELLIPSOIDFIT.M 用于将二次曲面拟合到给定的 n 维数据集上,特别适用于椭球拟合任务。此函数整合了几种不同维度下的椭圆拟合方法,并提供了一种确保在任何情况下都能生成有效解的方法。此外,它还包含一种正则化技术,能够强制解决方案成为球体并解决不适定拟合问题。 该方法的具体描述可以在 Kesäniemi-Virtanen 的论文“超椭圆体的直接最小二乘拟合”中找到,发表于 IEEE 模式分析和机器智能交易期刊。另外,在包内还包含了一个名为 DEMO.M 的函数,它使用 HYPERELLIPSOIDFIT 函数来演示在不同正则化参数值下各种方法产生的 3D 结果。
  • GetCenterPoint.zip_图像边缘__获取中心_提取
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    本资源提供了一种从图像中检测和拟合椭圆形物体的方法,并精确计算其几何中心。通过边缘检测技术,能够有效识别并提取复杂背景下的椭圆形轮廓,适用于目标跟踪、模式识别等领域。 从一张图像中提取圆形的边缘,并得到一系列离散点来拟合椭圆。然后简单地去除噪声以获得椭圆中心坐标。
  • _two-method_fitellipse.zip
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    本资源包含两种不同的椭圆拟合方法,以MATLAB代码形式实现。通过比较分析,帮助用户选择最适合其需求的数据拟合方案。 我收集了一位外国编写的椭圆拟合算法的C++实现版本。该算法可以根据输入的一组XY数据计算出椭圆参数。
  • MATLAB程序.rar
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    本资源为一个用于在MATLAB环境中进行椭圆数据拟合的程序包。用户可以利用该工具对实验或测量得到的数据点进行精确的椭圆模型拟合,适用于科学研究和工程应用中的数据分析与建模工作。 在MATLAB中进行椭圆拟合是一项常见的数据分析任务,在处理二维空间中的散点数据时尤为常见,例如物理学、工程学及生物学等领域。本压缩包文件“MATLAB数据椭圆拟合程序.rar”提供了一个用于对散点数据进行椭圆拟合的MATLAB实现方案,其目的是帮助用户从一系列坐标中找出一个最佳拟合的椭圆模型,从而揭示潜在的数据结构。 椭圆拟合的基本原理是基于最小二乘法,通过调整椭圆参数(中心位置、半长轴和短轴以及旋转角度)来使散点数据与椭圆之间的残差平方和达到最小值。在MATLAB中实现这一过程通常需要使用矩阵运算和优化算法。具体步骤包括: 1. **数据预处理**:收集到的散点数据首先进行适当的预处理,如去除异常值和平滑化等操作以提高拟合结果的准确性。 2. **定义椭圆方程**:椭圆的一般形式为`((x-h)^2/a^2) + ((y-k)^2/b^2) = 1`,其中`(h,k)`表示椭圆中心位置,`a`和`b`分别代表半长轴与短轴长度,而`\theta`则指明旋转角度。 3. **构建目标函数**:该步骤的目标是定义一个残差平方和作为优化问题的目标函数。在MATLAB中通常会使用向量及矩阵运算来表示这一过程中的计算需求。 4. **应用优化算法**:利用MATLAB内置的优化工具箱,如`fminunc`或`lsqcurvefit`等函数对目标函数求解,以找到使残差最小化的椭圆参数值。 5. **可视化拟合结果**:最后将得到的最佳拟合椭圆与原始数据一起展示出来。这通常可以通过MATLAB的绘图功能如`plot`和`scatter`实现,并帮助直观地对比分析拟合效果。 在实际应用场景中,用户可能需要根据具体需求调整上述步骤中的某些环节。例如,在处理含噪声较大的散点时,可以考虑采用更复杂的模型或选择更为稳健的优化算法。此外,为了提高参数估计过程的稳定性和效率,也可以对椭圆参数进行初始化设置,比如以数据集中心作为初始位置。 压缩包内的程序文件很可能是实现了上述步骤的具体MATLAB代码片段。通过阅读和理解这些源码内容,用户能够更好地掌握椭圆拟合的基本原理和技术方法。使用该程序时,只需提供散点数据即可获得最佳拟合的椭圆参数,并且可能还会展示出相应的图形结果。 总的来说,“MATLAB数据椭圆拟合程序”为从二维散点集中提取有意义的信息提供了有效手段,在理解与分析此类分布形态方面具有重要意义。通过研究和应用此工具,用户不仅能够掌握椭圆拟合的核心理论和技术方法,还有助于提升其在MATLAB环境下的编程及数据分析能力。
  • 方法
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    本研究探讨了圆与椭圆在图像处理中的拟合技术,介绍了多种算法模型,并比较了它们的优缺点及适用场景。 有一大堆平面点的坐标,如果这些点构成的是圆形结构,如何求得该圆的圆心及其半径;若这些点构成了椭圆形结构,则如何计算它的圆心、长短轴以及转角?请提供VC6++编程语言的相关代码,并附带一个doc文档进行说明。
  • MATLAB中的2D与3D
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    本文章介绍了在MATLAB中进行二维椭圆和三维椭球拟合的方法和技术,包括相关算法、代码实现及应用示例。 采用最小二乘法可以辨识系统模型为椭圆或椭球参数的模型,从而校正加速度传感器和地磁传感器等设备。