[發(fā)明專利]基于邊緣線匹配的圖像對稱軸檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611091606.6
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106780528B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張顯全;王博;俞春強;唐振軍
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西賽聯(lián)信息科技股份有限公司
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T7/68;G06T7/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標(biāo)事務(wù)所有限責(zé)任公司 45112
• 代理人: 楊雪梅

本發(fā)明公開了一種基于邊緣線匹配的圖像對稱軸檢測方法，包括提取待檢測圖像的邊緣線并對其進(jìn)行處理；計算圖像匹配邊緣線；確定圖像匹配邊緣線的匹配點，計算匹配邊緣線中每條線的匹配點集；對邊緣線進(jìn)行反射變換得到待匹配曲線；計算匹配點集與待匹配曲線在平移旋轉(zhuǎn)變換下的匹配點，通過匹配點確定圖像的對稱軸的步驟。采用本發(fā)明能夠較好檢測到圖像的對稱軸且本發(fā)明具有較好的檢測效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理與模式識別、計算幾何和計算機視覺領(lǐng)域，具體是一種基于邊緣線匹配的圖像對稱軸檢測方法。

背景技術(shù)

對稱性作為物體的一個重要特征，已成為模式識別、計算幾何和計算機視覺領(lǐng)域的重要研究課題，在醫(yī)學(xué)診斷、文物保護(hù)、航空航天等各方面都得到了廣泛的應(yīng)用，對稱軸的計算研究具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。例如在各類整形手術(shù)應(yīng)用中，根據(jù)對稱性器官的成像進(jìn)行評估和量化，通過對稱軸實現(xiàn)對器官的矯正。在文物保護(hù)領(lǐng)域中可以根據(jù)物體的對稱軸對已破壞的文物進(jìn)行修復(fù)。

當(dāng)前對于物體對稱軸檢測問題，研究人員已給出一些可行的方法。如對圖像進(jìn)行邊緣檢測，獲取圖像邊緣點，通過Hough變換計算圖像的可能對稱軸，最后利用最小二乘法確定最優(yōu)對稱軸。利用動力學(xué)中軸對稱剛體對于其對稱軸轉(zhuǎn)動慣量取得極小值的特性，結(jié)合目標(biāo)邊界計算對稱軸。根據(jù)對稱性的定義建立封閉圖形對稱性的判斷規(guī)則，通過計算幾何組成元素的對稱軸，確定所有幾何組成元素公有的公共對稱軸。利用封閉圖形對稱軸必然通過其質(zhì)心、頂點或邊的中點這一特性，通過連接質(zhì)心與頂點或邊中點來求解圖形對稱軸，但對不完整和部分特征丟失的圖形，該方法不能計算圖形的對稱軸。根據(jù)凸殼算法求出點集的凸殼，利用點集的對稱軸必是凸殼的對稱軸這一原理求解對稱軸。

現(xiàn)有的對稱軸檢測方法多數(shù)是提取有效的特征點，通過這些特征點計算對稱軸。如果圖像的特征點較少或部分特征點丟失，利用上述方法不能較好的檢測圖像對稱軸。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于邊緣線匹配的圖像對稱軸檢測方法，采用該方法能夠較好檢測到圖像的對稱軸且具有較高的效率。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

一種基于邊緣線匹配的圖像對稱軸檢測方法，包括如下步驟：

(1)對待檢測圖像的邊緣線進(jìn)行處理，去掉邊緣線的短枝和毛刺；

(2)提取待檢測圖像的邊緣線并找出匹配邊緣線；

(3)確定匹配邊緣線的匹配點，計算匹配邊緣線中每條線的匹配點集；

(4)對匹配邊緣線進(jìn)行反射變換得到待匹配曲線；

(5)計算一對匹配曲線的匹配點集；

(6)根據(jù)匹配點集，計算出圖像的對稱軸。

步驟(1)所述對提取的待檢測圖像的邊緣線處理方法為：去掉邊緣線的短枝和毛刺，由于圖像邊緣線相互之間可能交叉，經(jīng)過一個交叉點可能有多條邊緣線，為了準(zhǔn)確的進(jìn)行匹配計算，對邊緣線進(jìn)行處理，并找出匹配邊緣線進(jìn)行匹配計算。

步驟(2)所述提取待檢測圖像的邊緣線并找出匹配邊緣線進(jìn)行匹配，包括如下步驟：

(2-1)定義：圖像邊緣線的交叉點和端點都稱為頂點；兩個頂點間無其他頂點的邊緣線稱為簡單邊緣線；沿圖像邊緣線，由簡單邊緣線連接得到最長的邊緣線以及封閉曲線稱為匹配邊緣線；

(2-2)計算圖像邊緣線的交叉點和端點得到所有的頂點

以頂點為起點，沿邊緣線進(jìn)行跟蹤并記錄邊緣像素坐標(biāo)，到另一頂點結(jié)束得到簡單邊緣線；對跟蹤的邊緣像素進(jìn)行標(biāo)記，避免產(chǎn)生重復(fù)的簡單邊緣線，可得所有的簡單邊緣線，設(shè)圖像共有N條簡單邊緣線，對這些簡單邊緣線進(jìn)行編號，分別為1,2,...,N，第i(1≤i≤N)條簡單邊緣線記為l_i；