[發明專利]一種檢測圖像中漸開線的圖像算法

在審

• 申請號: 201911105285.4
• 申請日: 2019-11-13
• 公開（公告）號: CN111062879A
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 洪榮晶;趙彬彬
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/13
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11624
• 代理人: 郭智

1.一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，其特征在于包含以下步驟：

步驟(1)將要處理的圖像轉變為灰度圖像步驟對原始圖像進行畸變修正，修正相機系統帶來的圖像畸變，如果圖像是彩色圖像，則需要將其轉化為灰度圖像；

步驟(2)對灰度圖像進行邊緣檢測步驟用得到的灰度圖像進行邊緣檢測，使用canny算子得到邊緣圖像，同時得到邊緣圖像中每個像素的梯度值記(x，y)是每個像素的圖像坐標，φ(x，y)是該像素點的梯度方向，由公式計算出梯度方向φ(x，y)，步驟

步驟(3)計算每個邊緣的像素點對應的所有漸開線的參數步驟結合每個邊緣像素點的坐標(x，y)和梯度方向φ(x，y)計算出滿足條件的漸開線參數基圓半徑γ_b和基圓圓心坐標(x₀，y₀)；

步驟(4)篩選置信度最高的漸開線參數，以此為初值迭代出精確解步驟計數函數中的最高值或局部最高值max(C(α))對應的α，就是置信度最高的漸開線參數，利用這個參數排除那些不在漸開線上的像素點，則剩下的邊緣像素都處于同一或多條漸開線上，假定存在m條漸開線，每條漸開線上有n_m個像素點，對下面的公式步驟步驟用Levenberg-Marquardt算法，以步驟(3)中求得的解為初始值，求解使公式得到最小值的參數，其中P_ij為第i條漸開線上的第j個像素點的實際圖像坐標，為以第i條漸開線參數為參考計算出來的理論圖像坐標，最終求得每條漸開線參數的精確解

2.根據權利要求1所述的一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，其特征在于所述步驟(3)具體包括以下步驟：

步驟(3-1)假設圖像中的漸開線與它的標準形式之間存在一個旋轉變換R和一個平移變換τ，其中θ為旋轉的角度，τ＝(x₀，y₀)′，及為基圓圓心的圖像坐標；

步驟(3-2)對每個邊緣像素點，計算步驟將每個像素點的圖像坐標(x，y)，梯度方向φ(x，y)代入下面的方程步驟每相鄰的兩個像素點組成方程組，求解出方程組的解，記為α＝(r_b，τ，θ)；

步驟(3-3)每出現相同的α，則計數函數C(α)增加一步驟C(α)＝C(α)+1。

3.一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，其特征在于包含以下步驟：

步驟(1)將要處理的圖像轉變為灰度圖像：

對原始圖像進行畸變修正，修正相機系統帶來的圖像畸變，如果圖像是彩色圖像，則需要將其轉化為灰度圖像；

步驟(2)對灰度圖像進行邊緣檢測，用得到的灰度圖像進行邊緣檢測，使用canny算子得到邊緣圖像，同時得到邊緣圖像中每個像素的梯度值記(x，y)是每個像素的圖像坐標，φ(x，y)是該像素點的梯度方向，由公式計算出梯度方向φ(x，y)，

步驟(3)計算每個邊緣的像素點對應的所有漸開線的參數：

結合每個邊緣像素點的坐標(x，y)和梯度方向φ(x，y)計算出滿足條件的漸開線參數基圓半徑r_b和基圓圓心坐標(x₀，y₀)；

步驟(4)篩選置信度最高的漸開線參數，以此為初值迭代出精確解

計數函數中的最高值或局部最高值max(C(α))對應的α，就是置信度最高的漸開線參數，利用這個參數排除那些不在漸開線上的像素點，則剩下的邊緣像素都處于同一或多條漸開線上，假定存在m條漸開線，每條漸開線上有n_m個像素點，對下面的公式

用Levenberg-Marquardt算法，以(3)中求得的解為初始值，求解使公式得到最小值的參數，其中P_ij為第i條漸開線上的第j個像素點的實際圖像坐標，為以第i條漸開線參數為參考計算出來的理論圖像坐標，最終求得每條漸開線參數的精確解

4.根據權利要求3所述的一種檢測圖像中漸開線的圖像算法，其特征在于所述步驟(3)具體包括以下步驟：

步驟(3-1)假設圖像中的漸開線與它的標準形式之間存在一個旋轉變換R和一個平移變換τ，其中θ為旋轉的角度，τ＝(x₀，y₀)′，及為基圓圓心的圖像坐標；

步驟(3-2)對每個邊緣像素點，計算

將每個像素點的圖像坐標(x，y)，梯度方向φ(x，y)代入下面的方程

每相鄰的兩個像素點組成方程組，求解出方程組的解，記為α＝(r_b，τ，θ)；

步驟(3-3)每出現相同的α，則計數函數C(α)增加一C(α)＝C(α)+1。