[發明專利]一種路面二值圖像的邊緣矢量線提取方法

有效

• 申請號: 201510841640.X
• 申請日: 2015-11-28
• 公開（公告）號: CN105469094B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 馮曉
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G06K9/34
• 分類號: G06K9/34;G06K9/46;G06T7/13
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙) 50217
• 代理人: 黃書凱

本專利申請公開了一種路面黑白圖像的路面病害灰度異常區二值圖的邊緣矢量線提取算法。能夠對經過圖像處理后生成的二值化圖斑的邊界像素進行多逼近等級的矢量化邊界多邊形的自動提取。該算法具有邊界逼近度可控，規律性強以及適用于計算機計算等優點。所提取的二值化圖像邊界的多邊形數據可用于地理信息系統數據轉換，地圖自動編繪，包括在路面CCD圖像病害區域的識別提取在內的圖像自動識別，以及遙感圖像的光譜特征區范圍識別等方面。

技術領域

本發明涉及地理信息系統和圖像處理與信息提取技術，具體涉及一種路面二值圖像的邊緣矢量線提取方法。

背景技術

公路是國民經濟賴以發展的重要基礎設施，隨著公路交通運輸業的發展，人們對公路路面質量及其養護提出了更高的要求。傳統的人工檢測方法存在效率低、影響交通、耗時耗力和不精確等缺點，已不能適應公路快速發展的要求。而通過對面圖像的提取、處理和分析，從而檢測出路面病害(如破損、裂紋等)的方式，已逐漸成為一種路面檢測的重要手段。

我們知道，對物體進行觀測的數字圖像數據，不論是近景、中景還是遙感圖像，通過一定的圖像處理，一般總是能夠將具有一定光譜、灰度或其他特性的區域通過圖像處理轉換成二值圖像。二值圖像是提取物方特性區的位置、范圍和性質等信息的重要基礎，也是計算機圖像識別的重要途徑。

目前出現的路面二值化圖像的灰度異常區的邊界矢量化提取，都不能夠進行多尺度直線邊界特征點的智能化提取，因為像素邊界一般情況下呈現出十分復雜的任意線形，找出一定尺度級別下的逼近度更高的二值圖像的邊界多邊形問題一直沒有解決。

發明內容

本發明意在提供一種對二值圖像的圖斑邊界進行快速提取和分級直線邊界替代的邊緣矢量線提取生成算法。

本發明中的二值圖像圖斑邊緣分級矢量線提取算法包括以下步驟：

1)通過路面檢測車獲取路面的黑白數字圖像；

2)從黑白數字圖像中提取病害區二值圖塊；

3)通過二值圖像的行掃描算法確定取值突變點，取得一個二值圖斑零階邊界點閉合坐標向量和類型，對于只有一個圖斑的簡單二值圖的零階邊界點閉合坐標序列提?。?/p>

a.自圖像邊緣任意取一點，按像素自左向右檢測，若取值為0則為空白區，取值為1則為二值圖塊的內部；

b.像素檢測取值突變點坐標提取；

c.變化像素行號，二值圖像的行掃描算法能夠取得下一個相鄰的邊界像素點坐標；

d.順序填寫零階二值圖斑邊界點向量；

e.邊界點類型判斷：邊界像素點的主要特征是至少有一個方向的相鄰像素的值變為0，當一個方向為0時一般為邊點，2個方向為0時一般為角點，3個方向為0時則為尖點；

4)取得二值圖斑零階邊界點閉合坐標向量后，通過以下算法取得不同精度的最接近邊界矢量多邊形：

根據二值圖斑零階邊界點閉合坐標向量提取一階邊界特征點序列算法；

a.根據實際像素代表的地面幾何長度和像素比例尺確定一個像素代表的圖像長度a；

b.二值圖斑零階邊界點閉合坐標向量第一點開始抽取樣本點，像素間隔數取p，按此像素間隔數P抽取像素點，刪除多余像素點，全部抽取點組成一個新的邊界點序列，稱為一階邊界特征點序列，其邊界特征點個數減少為原來像素點的1/p，特征點平均像素距離擴大p倍為d＝a*p；

根據一階邊界特征點序列提取二階邊界特征點序列的算法：

a.自一階邊界特征點序列中，任取相鄰2邊界點作為基點，根據三點坐標求取對下一個像素邊的偏轉角，然后基點前移1點求取下一個像素邊的偏轉角；