[发明专利]一种基于Hough变换的新型类圆形检测方法

说明书

本发明公开了一种基于Hough变换的新型类圆形检测方法，将霍夫变换分别与基于圆周角的类圆检测算法以及基于圆半径的类圆检测算法相结合，对一维图像中的类圆形进行判定，运行速度快，占用内存小，在图像清晰度较高的情况下，检测精度较高，具有较高的实用价值及较强的普遍适用性。

技术领域

本发明涉及图像识别领域，特别涉及一种基于Hough变换的新型类圆形检测方法。

背景技术

目前有许多目标需要先进行迅速准确的类圆形检测，因此，从一张图片中快速准确的检测出类圆，这是一个必要的研究问题，但在图片数据量日益增大的情况下，所有现有的圆形或椭圆形检测方法在不同的方面均存在一些问题。

在各种研究中，常用的算法有经典霍夫算法、随机霍夫算法和广义霍夫算法。有学者利用椭圆的闭合边界的特点，给出了一种高效检测椭圆的方法，提出椭圆边界链码的概念对椭圆进行边缘检测和跟踪，并使用滤波消除噪声及非闭合的数据使得边缘检测更加清晰，以形成椭圆边界链码，在链码上寻找对偶点并进行Hough变换，从而精确检测出椭圆。但是该算法的时间复杂度为O(n*n),运行速度较慢。尚璐提出从椭圆的弧长着手，椭圆的一般方程及参数通过同一段弧长的边缘点的位置信息和梯度信息确定，该算法的有效性和检测时间均优于一般的检测算法。但是对于不是标准椭圆而言，该算法的识别准确度较低。

本发明结合类圆形状的具体特征，应用几何概念，对所要识别的图像进行灰度转换及二值化，依次获取图像的边缘，舍弃较为分散的点，构成图形边缘，除此之外，使用霍夫变换进行类圆参数的提取，得到该类圆形的中心。

发明内容

为了克服现有技术中的不足，运行速度较慢，对于类似圆形的检测成功率较低，本发明提供一种基于Hough变换的新型类圆形检测方法，并将其应用到月表陨坑的检测上，以满足月球车的避障要求。

为了达到上述发明目的，解决其技术问题所采用的技术方案如下：

本发明公开了一种基于Hough变换的新型类圆形检测方法，与基于圆周角的类圆检测法相结合，包括以下步骤：

步骤1：类圆圆心的获取，需要对已经获取的图像边界点进行过滤，以获取一种连续边界，假设类圆圆心为O点，在该图像所在的平面建立一条水平扫描线,依次从该类圆形的边缘向下扫描，在一维空间中，中点计数采用Hough变换的方法，计数最大值对应的中点即可看作类圆心O；

步骤2：类圆半径的获取，通过边缘检测查找出该图形的轮廓，依次遍历轮廓上的每一个点，进行数值比对以获得轮廓上最远距离的两个点，取圆上除这两点之外的任意一点，最远距离的两点的连线视为该类圆形的直径；

进一步的，步骤2中边缘检测步骤如下：

步骤21：使用高斯滤波去除噪声达到平滑图像的目的；

步骤22：寻找该类圆形边界的强度梯度，即根据不同像素值对图像进行划分；

步骤23：用非最大抑制技术沿边缘方向追踪边缘点来消除边缘误检；

步骤24：使用双阈值的方法来决定可能的边界，并绘出边界；

步骤3：判断该直径所对的圆周角的角度范围是否在80-100度之间，若是，则对该边缘进行描绘并给出中心点O。

本发明还公开了一种基于Hough变换的新型类圆形检测方法，与基于圆半径的类圆检测法相结合，包括以下步骤：

步骤A：类圆圆心的获取，需要对已经获取的图像边界点进行过滤，以获取一种连续边界，假设类圆圆心为O点，在该图像所在的平面建立一条水平扫描线,依次从该类圆形的边缘向下扫描，在一维空间中，中点计数采用Hough变换的方法，计数最大值对应的中点即可看作类圆心O；