[發明專利]一種基于角點優化的線段提取方法

有效

• 申請號: 202110700010.6
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113221926B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 鄧軍燦;蔡偉博;周育濱;駱開慶
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: G06V10/44
• 分類號: G06V10/44
• 代理公司: 廣州晟策知識產權代理事務所(普通合伙) 44709
• 代理人: 鄭書鑫

1.一種基于角點優化的線段提取方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將原圖像轉換為灰度圖像；使用EDLines算法提取灰度圖像的線段特征，將提取的線段定為原始線段；使用Shi-Tomasi算法提取灰度圖像的角點特征，將提取的角點定為原始角點；

步驟二：對步驟一所述的灰度圖像重新定義尺寸，所述原始線段和所述原始角點的位置也相應改變；然后將重新定義尺寸的所述灰度圖像分成若干個圖像塊，統計每個圖像塊中原始角點的數量；

步驟三：判斷步驟二所統計出的每個圖像塊的原始角點數量，如果所述原始角點數量大于16，則設定角點提取函數的角點間最短距離閾值為10個像素，并對所述圖像塊重新提取新的角點替換所述圖像塊的原始角點；

步驟四：對于每條原始線段，設定一個外接矩形，所述矩形的兩短邊垂直于線段，所述矩形的兩短邊與線段端點之間的距離為6個像素點長度；兩長邊平行于線段，兩長邊與線段之間的距離為6個像素點長度；統計外接矩形內的角點數量，當角點數量大于等于1時，則判定該線段是特征明顯的線段。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像重新定義尺寸為640×480個像素大小。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，圖像塊的個數為16×12個。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對于外接矩形內的角點數量等于0的外接矩形，判斷該外接矩形內對應線段的長度是否大于線段平均長度，如果不是則剔除該線段。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，每個所述角點之間的最小距離為3個像素點。

6.根據權利要求1所述的方法，所述EDLines算法主要如下：

(1)、對圖片進行高斯濾波平滑；

(2)、計算圖片每個像素的梯度方向和大小，公式如下：

其中，I(x,y)為該像素點的灰度值，g_x(x,y)和g_y(x,y)表示該像素點在x方向和y方向的梯度幅值，g(x,y)表示該像素點的總梯度幅值，angle(x,y)為該像素點的梯度方向；

(3)、遍歷每個像素點，將一個梯度強度大于其梯度方向上另外兩個相鄰像素點，且至少大于錨點閾值的像素點設定為錨點；所述錨點閾值設置為3個梯度強度；

(4)、連接各個錨點，形成圖像邊緣，并對圖像邊緣進行最小二乘法擬合，得到線段。

7.根據權利要求1所述的方法，使用Shi-Tomasi算法對圖像提取角點算法主要如下：

(1)、通過向各個方向移動局部小窗口ω(x,y)，計算每個方向的灰度變化，根據變化程度檢測是否為特征點，平移窗口產生灰度變化，I_x和I_y分別表示圖像灰度在x和y方向上的梯度值；最終可以得到一個矩陣M表示為：

(2)、角點響應函數被定義為：

R＝min(λ₁,λ₂)τ_c

上式的λ₁,λ₂是矩陣M的特征值；如果設定的閾值τ_c小于λ₁,λ₂中較小的那個，那么該特征點則被設定為角點，其中τ_c為角點閾值。

8.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，包括程序或指令，當所述程序或指令在計算機上運行時，如權利要求1至7中任一項所述的方法被執行。