[发明专利]一种基于栅格图像划分的圆检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤S1，提取图像边缘信息，获取由边缘点组成的边缘点集； 

步骤S2，将图像栅格化，并记录栅格化信息； 

步骤S3，在栅格化的图像中取三个分别处于不同直线上的边缘点，并由三个边缘点确定圆，由圆的对称性，基于三个边缘点坐标确定位于该圆上的第四点； 

步骤S4，根据第四点，判断由三个边缘点所确定的圆是否为候选圆； 

步骤S5，根据候选圆检测真圆。 

2.根据权利要求1所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S1中提取图像边缘信息的方法，具体包括：采用sobel算子进行图像边缘信息检测，并设置图像边缘信息检测的采样约束条件，且设置的采样约束条件包括采样概率估算最大采样次数和允许的最少边缘点数。 

3.根据权利要求1所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：将图像划分为大小相同的整数个栅格单元的栅格，并对栅格单元进行编码，记录各边缘点所对应的栅格单元位置及栅格单元中所包含的边缘点的数量；若不能将所述图像划分为整数个栅格单元的栅格，则在图像右侧用像素点按列补齐，或在图像下侧用像素点按行补齐。 

4.根据权利要求1所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括： 

步骤S31，在所述图像中任取第一边缘点，并获取以第一边缘点对应的栅格单元为中心的一个栅格单元集合，并记录该栅格单元集合中含有最大数量 边缘点的栅格单元； 

步骤S32，从含有最大数量边缘点的栅格单元中随机分别选取第二边缘点和第三边缘点； 

步骤S33，根据第一边缘点、第二边缘点和第三边缘点的坐标确定一个圆，并根据圆的对称性在该圆上确定第四点坐标。 

5.根据权利要求4所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S31中，获取以第一边缘点对应的栅格单元为中心的一个栅格单元集合的方法包括： 

取第一边缘点对应的栅格单元为中心，以栅格单元为单位确定一个阈值，以所述阈值为半径，获取与所述第一边缘点对应的栅格单元相关联的栅格单元组成栅格单元的集合；其中，与所述第一边缘点对应的栅格单元相关联的栅格单元包括：与所述第一边缘点对应的栅格单元边缘相连接的栅格单元及与所述第一边缘点对应的栅格单元对角相连接的栅格单元。 

6.根据权利要求4所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S33具体包括： 

步骤S331，由第一边缘点与第二和第三边缘点中的任一点确定一条直线； 

步骤S332，作第二条直线，使所述第二条直线通过第二与第三两个边缘点中未被所述步骤S331中所选用的边缘点，且所述第二条直线平行于所述步骤S331所确定的一条直线； 

步骤S333，所述步骤S332中所确定的第二条直线与所述步骤3所确定的圆相交的除去所述第一边缘点，第二边缘点，第三边缘点以外的即为第四点。 

7.根据权利要求1所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S4包括：搜索以第四点为中心向外扩展的任一正方形区域， 若存在边缘点，则确定由三个边缘点所确定的圆为候选圆，若不存在所述边缘点，则返回步骤3。 

8.根据权利要求1所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，所述步骤S5包括： 

步骤S51，取半径偏差值的二分之一，以候选圆的圆心为圆心，以候选圆的半径与半径偏差值的二分之一的差值作为内圆环的半径，以候选圆的半径与半径偏差值的二分之一的和作为外圆环的半径，建立圆环； 

步骤S52，累计所述圆环包含的边缘点的个数，计算候选圆周长与所述候选圆的完整度参数阈值的乘积，若所述累计圆环包含的边缘点的个数总和大于或等于所述候选圆周长与所述候选圆的完整度参数阈值的乘积，则确认所述候选圆为真圆，否则，返回步骤3。 

9.根据权利要求8所述的一种基于栅格图像划分的圆检测方法，其特征在于，还包括获得真圆半径的方法: 

将图像边缘信息检测的采样计数器置零，累计圆环内的边缘点到候选圆圆心的距离之和与所述步骤S51中所建立的圆环所包含的边缘点个数总和的商即为真圆半径。 

10.一种基于栅格图像划分的圆检测装置，包括： 

图像边缘点采集单元，用于提取图像边缘信息，获取由边缘点组成的边缘点集； 

图像栅格化单元，用于将图像栅格化，并记录栅格化信息； 

候选圆判断单元，其包括点定位模块和候选圆判断模块：所述点定位模块，用于在栅格化的图像中取三个分别处于不同直线上的边缘点，并由三个边缘点确定圆，由圆的对称性，基于三个边缘点坐标确定位于该圆上的第四 点；所述候选圆判断模块，用于根据第四点，判断由三个边缘点所确定的圆是否为候选圆； 

真圆检测单元，用于根据候选圆检测真圆。