[發(fā)明專利]斜率逼近式直線檢測方法

有效

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• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103679724A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范沖;李冠達;馬俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 李相雨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)，具體涉及一種斜率逼近式直線檢測方法。

背景技術(shù)

根據(jù)直線檢測的應用分類，可以分為全局應用和采樣應用。全局應用的直線檢測主要應用于對含有直線特征的對象進行提取，例如道路、橋梁、建筑等地物的提取，目標跟蹤、識別等，這樣應用一般需要檢測出圖上的所有直線甚至是類似直線，因此該檢測一般需要較強的魯棒性以保證檢測的抗噪性和完整性。采樣應用的直線檢測的結(jié)果常用于對具有直線特征的對象進行分析以及樣本的進一步操作，諸如立體匹配、刀刃法PSF（點擴散函數(shù)）提取等等，這樣的應用只需要圖上的一少部分較為精準的直線而不是所有的直線，因此該檢測一般具有較為嚴格的精度要求。

比如，刀刃法PSF提取主要是以恢復圖像退化為目的的采樣應用。在受到散焦、景物與相機之間的相對運動、大氣擾動等因素的影響下，在遙感圖像中存在著相當程度的圖像退化。然而遙感圖像是從距離地面數(shù)千千米高空的遙感平臺獲取的，即使存在微小的圖像退化也可能導致嚴重的影像識別誤差。所以如何從遙感圖像中獲取用于描述和恢復其圖像退化的PSF就成為了一個重要的問題。刀刃法通過分析圖像上具有明顯灰度差的線性邊緣區(qū)域（即刀刃區(qū)域）中邊緣兩邊灰度分布情況求得PSF，已經(jīng)被普遍應用與在相關(guān)的研究中。而這種方法提取PSF的精度，很大程度上取決于其所選取的刀刃區(qū)域的準確性。鑒于刀刃區(qū)域的刀刃為線性邊緣，所以刀刃區(qū)域的檢測可以通過直線檢測來實現(xiàn)，而且其檢測精度決定了PSF計算所用到的刀刃區(qū)域的優(yōu)劣，也就決定了恢復后圖像的圖像質(zhì)量。

現(xiàn)有技術(shù)中，對于直線檢測的通常做法是使用Hough變換。Hough變換是利用圖像全局特性而將邊緣像素連接起來組成區(qū)域封閉邊界的一種方法。在預先知道區(qū)域形狀的條件下,利用Hough變換可以方便的得到邊界曲線而將不連續(xù)的像素邊緣點連接起來。Hough變換的主要優(yōu)點是受噪聲和曲線間斷的影響小。利用Hough變換可以直接檢測出直線，適用于直線檢測的全局應用。

但是對于這樣的直線檢測方法，首先由于該方法將不連續(xù)的像素點連接起來，那么圖像中出現(xiàn)的間斷就沒有辦法被檢測出來，而且所檢測出的直線在局部上就很難保證直線精度，所有這種方法在如實際的刀刃法PSF提取的采樣應用中的效果質(zhì)量都不高。例如在刀刃區(qū)域PSF提取中，根據(jù)這樣的直線來選擇刀刃區(qū)域，會使對于圖像退化的恢復引入不必要的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

（一）解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種斜率逼近式直線檢測方法，可以快速而精確地檢測出圖像中的直線，有助于提高需要進行采樣類直線檢測應用的效果質(zhì)量。

（二）技術(shù)方案

為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：

一種斜率逼近式直線檢測方法，其特征在于，該方法包括：

檢測出待處理圖像中所有的邊緣線條；

將所有邊緣線條轉(zhuǎn)換為若干由點鏈首點坐標和鏈碼序列表示的點鏈；

將每個點鏈分為若干個二碼點鏈，使得每個二碼點鏈中的鏈碼取值至多有兩個，這兩個取值代表的方向相鄰；

在每個二碼點鏈中尋找直線點鏈，每個所述直線點鏈的首點與其余每個點的斜率范圍都具有同一個非空子集，且點數(shù)達到預定的點數(shù)閾值。

優(yōu)選地，所述檢測出待處理圖像中所有的邊緣線條包括：

載入待檢測圖像的灰度圖像；

對所述灰度圖像進行邊緣檢測，得到由二值圖像表示的邊緣線條。

優(yōu)選地，所述進行邊緣檢測可以采用Canny算子。

優(yōu)選地，所述進行邊緣檢測可以采用Shen-Castan邊緣檢測器。

優(yōu)選地，所述將所有邊緣線條轉(zhuǎn)換為若干由點鏈首點坐標和鏈碼序列表示的點鏈包括在轉(zhuǎn)換前通過線條細化使所有邊緣線條細化為單點連線。

優(yōu)選地，所述線條細化采用Zang-Suen/Stentiford/Holt組合算法。

優(yōu)選地，所述在每個二碼點鏈中尋找直線點鏈包括：

步驟S1：設(shè)定點鏈斜率范圍；

步驟S2：從所述二碼點鏈的第二個點開始依次查詢每個點的鏈碼，將第一個與前面的點的鏈碼都不相同的點設(shè)置為當前點；

步驟S3：計算該二碼點鏈首點與當前點的斜率范圍；

步驟S4：更新所述點鏈斜率范圍為當前點的斜率范圍與更新前點鏈斜率范圍的交集；

步驟S5：當所述點鏈斜率范圍不為空集，且當前點不為二碼點鏈的尾點時設(shè)置下一個點為當前點并返回步驟S3，否則進入步驟S6；