[发明专利]一种直线段检测和提取方法

权利要求书

1.一种直线段检测和提取方法，其特征在于包括步骤如下：

步骤S1：对一幅扫描二值图像，计算二值图像上每个像素点周围的游长直方图，并提取对应的游长方向与长度特征；

步骤S2：对二值图像上每个前景像素点，构造一个圆弧形邻域结构，并利用像素点周围的游长特征进行局部直线段的检测；

步骤S3：对检测到的局部直线段进行聚类合并，得到具有全局意义的长直线段。

2.根据权利要求1所述的直线段检测和提取方法，其特征在于，游长直方图特征包含直线段的宽度信息WL和直线段的方向信息DL，用于提高局部直线段的检测效率。

3.根据权利要求1所述的直线段检测和提取方法，其特征在于，所述局部直线段的检测包括如下步骤：

步骤S21：初始化直线段检测参数，并设置待检测直线段的最小长度；

步骤S22：构造一个圆弧形邻域结构，并建立对应的二维查询表；该查询表用于快速确定以圆弧形圆心为起点的所有局部直线段的端点坐标；

步骤S23：对二值图像上的每个像素点，利用游长直方图特征，在其圆弧形邻域结构上快速确定匹配点对；

步骤S24：对每一匹配点对，计算点对之间的连通度，从而判断这一对点对间是否存在局部直线段，并对当前像素点做起点标记；重复步骤S23至S24，直到所有像素点处理完毕。

4.根据权利要求1所述的直线段检测和提取方法，其特征在于，所述局部直线段的聚类合并包括如下步骤：

步骤S31：初始化直线段检测集合为空；

步骤S32：利用霍夫变换对局部直线段起点图进行直线检测，累加器阈值设为1，并记录每条直线在累加器中对应的投票数目；

步骤S33：对于每一局部直线段，选取位于其角型区域中具有最大投票数的直线；

步骤S34：逐个扫描所有位于该直线上的局部直线段，判断当前直线段与其是否满足合并条件；若是，将当前直线段与其进行合并，并更新直线段的端点信息；重复步骤S33至S34，直到所有局部直线段处理完毕。

5.根据权利要求4所述的直线段检测和提取方法，其特征在于，通过计算直线段L_i(A，B)到直线l(ρ，θ)的如下距离D(L_i，l)来判断该局部直线段是否位于某直线上：

D(Li,l)=2|d1+d2|h,ifsgn(d1)=sgn(d2)h(d12+d22)2|d1-d2|,ifsgn(d1)≠sgn(d2),]]>

其中D(L_i，l)是直线段L_i(A，B)到直线l(ρ，θ)的距离，A和B分别表示直线段L_i(A，B)的左右两个端点，ρ和θ为直线l(ρ，θ)的极坐标参数，是直线段L_i(A，B)在直线l(ρ，θ)上的投影长度，d₁，d₂分别为直线段L_i(A，B)的左右两端点到直线l(ρ，θ)的符号距离。

6.根据权利要求4所述的直线段检测和提取方法，其特征在于，对局部直线段起点图进行直线检测时，采用5×5的邻域窗口来扫描直线检测累加器，并设置投票累加器的阈值为1。