[发明专利]基于图像边界极坐标化离散序列的角度识别方法有效

专利信息
申请号: 201210227659.1 申请日: 2012-07-03
公开(公告)号: CN102799865A 公开(公告)日: 2012-11-28
发明(设计)人: 丁雅斌;张文昌;梅江平 申请(专利权)人: 天津大学
主分类号: G06K9/00 分类号: G06K9/00
代理公司: 天津市北洋有限责任专利代理事务所 12201 代理人: 杜文茹
地址: 300072*** 国省代码: 天津;12
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摘要:
搜索关键词: 基于 图像 边界 坐标 离散 序列 角度 识别 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种角度识别方法。特别是涉及一种基于图像边界极坐标化离散序列的角度识别方法。

背景技术

随着计算机水平和计算机视觉技术的不断发展,基于视觉的目标检测技术在自动化流水线上得到了广泛的应用,而在这些应用中,目标的旋转角度的计算是图像匹配中的一个重要内容,如食品包装生产线、自动贴片机等需要通过视觉来识别目标的位置和转角以便于把目标放置到指定的位置上。

目前常用的目标转角识别算法主要可分为特征法和匹配法,特征法通过图像的特征点或者特征线来确定图像的转角,如主轴角计算方法利用图像的重心和中心连线计算旋转角度,特征线法利用目标上的一条特定的直线来计算旋转角度;匹配法通过对比目标图像和模板图像来确定转角,如Pixel-to-pixel匹配算法计算所涉及的全部像素点进行匹配计算目标的选择角度。上述现有技术至少存在以下缺点和不足:鲁棒性差、计算复杂度高或者通用性比较差,在速度较快,精度要求较高的场合难以满足实际生产的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是,提供一种能够满足计算机视觉应用中快速、准确地求取目标图像旋转角度要求的基于图像边界极坐标化离散序列的角度识别方法。

本发明所采用的技术方案是:一种基于图像边界极坐标化离散序列的角度识别方法,包括如下步骤:

(1)通过第一决策求取模板图像的边界离散序列作为参照;

(2)利用视觉传感器采集目标图像,通过第一决策求取目标图像的边界离散序列;

(3)将目标图像的边界离散序列与模板图像的边界离散序列以第二决策的方式进行粗匹配,得到转角的粗匹配结果;

(4)在步骤(3)的基础上,通过第三决策,求得目标图像相对于模板图像的精确转角。

步骤(1)和步骤(2)中所述的第一决策具体为:首先通过图像滤波,二值化的图像处理算法将目标物体从背景中分离出来,并通过soble/canel算子或其他边缘算法求取目标物体图像的形心像素坐标及边缘图像,然后以目标物体图像的形心坐标为极点建立极坐标系,将目标图像边缘记作ρ=ρ(θ),并在极坐标系中将目标图像的边缘等角度离散,获得基于极坐标的目标图像边缘一维离散序列ρ=(ρ12,...ρn),其中ρi=((i-1)Δθ)表示极角为(i-1)·Δθ时目标图像边缘的极经,n为离散的份数,Δθ=360°/n表示每份的夹角,i=1,2,...,n。

步骤(3)中所述的第二决策具体为:将待测目标图像边界离散序列记为ρc=(ρc1c2,...ρcn),模板图像边界离散序列记为ρs=(ρs1s2,...ρsn),模板图像顺时针旋转角度δθ后的ESDA为ρδθs=(ρδθs1,ρδθs2,...ρδθsn),建立匹配评价函数

f(δθ)=Σi=1n(γ·ρδθsi-ρci)2]]>

其中表示归一化因子,将模板图像等角度Δθ间隔一步一步旋转,使得f最小时的旋转角度即为粗匹配结果:δθ′=k′·Δθ(k′∈R),Δθ=360°/n,k′=1,2,...n,获得的精度为Δθ;。

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