[发明专利]一种无纹理金属零件图像规整化直线段边缘检测方法

摘要

本发明公开了一种无纹理金属零件图像规整化直线段边缘检测方法。本发明首先计算输入零件图像各像素点的梯度，之后利用LSD算法检测出初步的直线段，下一步利用直线段之间的距离和角度关系对不连续的直线段进行连接，达到检测完整直线段的目的，避免了检测出的直线段发生断裂的问题。本发明基于LSD算法进行改进，在保留了LSD算法速度快的基础上，又能输出完整的直线段，且同时适用RGB图像与灰度图像，可满足实际应用的需求。

主权项

1.一种无纹理金属零件图像规整化直线段边缘检测方法，其特征在于：步骤1：输入待测的零件图像，计算零件图像中每个像素点的梯度幅值和梯度方向；步骤2：计算所有像素点的方向线角度：每个像素点的方向线角度是将x轴正半轴沿逆时针方向旋转至与方向线重合所转过的角度；步骤3：通过以下步骤获得零件图像中各个连通域：步骤3.1：选取零件图像中梯度幅值最大的像素点作为连通域，进行步骤3.2开始区域生长；步骤3.2：判断与连通域相邻的像素点是否需要包含在连通域中：对与连通域相邻的各个像素点进行是否需要包含在连通域的判断处理，将与连通域相邻且判断为需要包含在连通域的像素点加入到连通域，并不断向外扩张将相邻的像素点判断后并加入连通域，直到与当前连通域相邻的所有像素点被判断为不需要包含在连通域中，则输出当前获得的连通域，再在零件图像中去除当前获得的连通域后回到步骤3.1迭代处理，获得各个连通域；所述步骤3.2中对与连通域相邻的各个像素点进行是否需要包含在连通域的判断处理的方法具体是：若与连通域相邻的像素点的方向线角度与连通域的方向线角度之差小于生长阈值τ，则判定与连通域相邻的像素点包含在连通域中；步骤4：通过矩形拟合各个连通域得到所对应的拟合矩形，连接拟合矩形的两条短边的中点即可获得连通域所对应的直线段，每个连通域中对应建立一条直线段，并删除长度小于长度控制阈值t_d的直线段，输出所有连通域所对应的直线段；步骤5：将步骤4中所有直线段两两配对构成直线段对，根据限制条件1和2筛选所有直线段对：直线段对中的两条直线段分别设为直线段A'A和直线段BB'，连接同时满足限制条件1和2的直线段A'A和直线段BB'；所述的限制条件1和2分别为：限制条件1：两条直线段的斜率必须接近，同时两条直线段之间的最近端点距离必须小于阈值t_d，即满足下式：其中，t_θ为角度阈值；所述t_θ定义为t_θ＝2arctan(t_d/w)，其中，w为输入的零件图像中所检测零件的边缘像素宽度；限制条件2：两条直线段之间的最近端点距离和角度θ需要满足下式：其中，θ_max为直线段A'A和BB'的连接控制参数；θ为向量与向量t之间的夹角，向量t为向量与向量的平均方向向量；步骤6：输出经步骤5处理后的完整的直线段边缘。