[发明专利]一种图像中确定区域四边形的检测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于图像检测技术领域，具体涉及一种图像中确定区域四边形的检测方法及系统。

背景技术

在图像检测技术领域中，往往需要检测出图像中给定区域的四边形。在完成图像中给定区域四边形检测过程中，关键在于提取四边形的四条边界信息。目前，针对给定区域四边形检测的方法，一般采用直线拟合以及直线检测算子（如Hough变换）的方式，直接获取直线信息。

在采用直线拟合的方法中，首先求取给定区域外轮廓边界，然后对外轮廓进行直线拟合，求取四边形的四个顶点，以此确定四边形形状。但是，由于在很多情况下，给定区域本身会出现破损的情况，这就给直线拟合带来极大的影响。另外，直线拟合中，涉及到拟合样本点选取数目的问题，针对不同尺度的区域，样本点选取数目直接影响拟合结果，这对算法本身的尺度适应性有较大的影响。

直线检测算子则是通过对给定区域外轮廓直接进行直线检测，根据各条直线交点的信息求取四边形。目前直线检测算子使用较多的如Hough变换，该方法在图像全局范围内，对给定区域进行直线检测，但是该方法在干扰较强的情况下，容易出现漏检、误检的情况，最终对质量较差的区域也难以较好的适应。

以上两种算法均难以适应区域破损，甚至碎裂的情况。另外，针对直线拟合的方法，由于拟合质量与拟合尺度相联系，对不同尺度的区域，难以较好的实现尺度适应性；而直线检测算子，如Hough变换等，在计算过程中效率较低，并且针对区域碎裂严重的情况，也不能实现较好的检测效果，抗干扰能力较弱。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种适应性强的图像中确定区域四边形的检测方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种图像中确定区域四边形的检测方法，包括以下步骤：

对图像中需要检测四边形的区域进行数值标记，标记出单个或多个连通区域；

根据所述数值标记，对单个或者多个连通区域进行边界追踪，获取连通区域外轮廓信息；

对单个或者多个连通域边界追踪结果进行凸包检测，并记录各个相邻凸包点对信息；

利用凸包检测结果，根据记录的各个相邻凸包点信息，分别估计待检测区域四边形各条直线。

如上所述的图像中确定区域四边形的检测方法，其中，标记的具体方法如下：

同一个连通域的像素标记为相同数值，而不同连通域的像素标记为不同数值，在数值上区分出各个连通域。

如上所述的图像中确定区域四边形的检测方法，其中，相邻凸包点对信息包括相邻凸包点对的间距，凸包点对构成的直线与水平线角度，凸包点对的起点、终点信息。

如上所述的图像中确定区域四边形的检测方法，其中，估计待检测区域四边形各条直线的过程包括以下步骤：

（1）通过各个相邻凸包点对中起点和终点信息，将各个相邻的凸包点对分为四组，分别对应四边形的上边界、右边界、下边界以及左边界；

（2）分别对四组凸包点对进行直线估计，通过判断某凸包点对在同组凸包点对中所占的组分来确定直线。

如上所述的图像中确定区域四边形的检测方法，其中，将相邻的凸包点对分为四组的方法如下：

按顺时针方向记录各个相邻凸包点的起点和终点坐标，计算相邻两个凸包点的坐标差dx，dy；

当|dx|=|dy|时，为无效边界；

当dx>0且|dx|>|dy|时，终点与起点构成的直线属于上边界组；

当dy>0且|dx|<|dy|时，终点与起点构成的直线属于右边界组；

当dx<0且|dx|>|dy|时，终点与起点构成的直线属于下边界组；

当dy<0且|dx|<|dy|时，终点与起点构成的直线属于左边界组。

如上所述的图像中确定区域四边形的检测方法，步骤（2）中所述直线的确定方法如下：

①将同组凸包点对根据起点和终点间距从大到小排序；

②将间距最大的凸包点对作为主成分，与该组内剩余的凸包点对进行合并判断，依据为两组凸包点对所构成的直线是否共线，如果共线，则合并两组凸包点对，构成新的直线，以此类推，完成边界直线的确定。

如上所述的图像中确定区域四边形的检测方法，步骤②中，如果两组凸包点对所构成的直线之间的夹角不超过5度，则认为该两组凸包点对所构成的直线共线。