[发明专利]一种基于图像分割和随机hough变换的架上图书清点方法

权利要求书

1.一种基于图像分割和随机hough变换的架上图书清点方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：图像预处理

采集包含书架框体和书脊的彩色图像，对图片进行修正，得到水平方向一致的图片，并确保书架框体占满整幅图像，该图像记为P；以图像左下角为原点，建立x-y直角坐标系，其中坐标系x轴方向与图像下边界重合，坐标系y轴方向与图像左边界重合；令i和j分别为图像在坐标系x和y方向的像素单元序号，则P可以表示成像素矩阵的形式其中p(i,j)为像素单元(i,j)处的像素值，I为P在x方向总的像素个数，J为y方向总的像素个数；

步骤2：图像分割

首先将图像P转化为灰度图，进行邻域微分处理，提取图像的边缘信息；然后，通过像素积累检测得到书架框架的位置，从而提取书架中矩形摆放格的边界信息；最后，根据矩形摆放格的边界信息，将图像P分割成N个子图像，每一个子图像对应书架中一个矩形摆放格中的书脊图像，其中第n个子图像记为P_n；

步骤3：随机采样

对于第n个子图像P_n，记I_n为其在x方向总的像素个数，J_n为其在y方向总的像素个数；首先进行图像预处理，提取像素单元(i,j)处的梯度方向α_n(i,j)；然后根据α_n(i,j)的取值将梯度方向均匀划分为四个扇区区间，并进行边缘检测得到二值化图像最后，从同一扇区区间中随机选取两个像素单元(i₁,j₁)和(i₂,j₂)作为一个像素对，其中i₁和j₁分别为第一个采样像素在坐标系x和y方向的单元序号，i₂和j₂分别为第二个采样像素在坐标系x和y方向的像素单元序号；

步骤4：参数积累

计算积累单元距离，建立hough参数空间(ρ,θ)，ρ和θ分别为空间中的距离和角度参数；将随机采样的两个像素单元(i₁,j₁)和(i₂,j₂)通过hough变换投影到参量空间，计算相应的参数单元(ρ_hough,θ_hough)，ρ_hough和θ_hough分别为hough变换后参数空间中的距离和角度参数；在相应的积累单元进行投票积累，使对应同一直线的采样点能够落入相同的积累单元，得到参数积累矩阵H(ρ,θ)；

步骤5：峰值检测

根据检测门限，对参数积累矩阵H(ρ,θ)进行门限检测，获取矩阵中局部峰值的个数t_n，则子图像P_n中图书的册数为t_n-1；

步骤6：计数清点

当n的取值从1到N变化时，对于所有的子图像P_n，重复步骤3到步骤5的过程，检测得到所有子图像参数积累矩阵中的峰值个数t_n,n＝1,2,…,N，则整个书架上图书的册数T为:

其中，表示当n的取值从1到N变化时对括号中内容进行求和计算。