[发明专利]一种基于弧支持线段的椭圆检测方法

权利要求书

1.一种基于弧支持线段的椭圆检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、运用线段检测方法从原始灰度图像中提取弧支持线段的集合，弧支持线段为去除直线段的曲线边缘得到的线段；

步骤二、基于弧支持线段的连续性与凸性，对属于同一曲线边缘的弧支持线段进行鲁棒性连接，实现对弧支持线段进行分组；

步骤三、采用两种方式分别从弧支持线段的分组中提取初始椭圆，方式一：对于分组内连接的弧支持线段所跨弧度角度大于T_sa的分组直接进行椭圆拟合，T_sa为90°，从而得到若干个初始椭圆；方式二：将步骤二得到的分组按两个一对进行任意组对，对组对进行极性分析、区域限制算法和自适应内点准则验证得出有效组对，拟合有效组对得到若干个初始椭圆；其中，极性分析是要求组对的两个分组极性一致，区域限制算法要求两个分组要在彼此的弧支持方向指向的区域内，自适应内点准则要求由两个分组内每一条弧支持线段的支持内点数量要大于自身线段长度对应的像素点的数量；支持内点指的是距离初始椭圆的边界距离小于ε的边缘点，ε为2个像素，其梯度方向与初始椭圆的法线方向差值不超过α，α为22.5°；方式一与方式二得到的初始椭圆均采用表示，(x,y)_i是初始椭圆e_i的对称中心，(a,b)_i为初始椭圆e_i的长短半轴，为初始椭圆e_i的倾角；通过两种方式分别从弧支持线段的分组中产生的若干个初始椭圆，共同构成初始椭圆集合，初始椭圆集合为E^init，其中N^init为两种方式产生的初始椭圆数量总数；

步骤四、运用椭圆类聚合算法对初始椭圆集合进行聚类分析，产生候选椭圆；

步骤五、应用椭圆的几何性质，对候选椭圆进行验证，检测出椭圆。

2.根据权利要求1所属的一种基于弧支持线段的椭圆检测方法，其特征在于，弧支持线段的提取方法如下：

步骤一、对原始灰度图像进行Sobel算子得到梯度图；

步骤二、在梯度图中，剔除梯度幅度小于最大梯度幅度10％的点，并依据幅度大小进行伪排序；

步骤三、依伪排序在梯度图中选择种子点进行区域增长算法，得到候选区域R_L，R_L中整体梯度表现的方向为式一：

GradAngle(RL)=arctan(Σpj∈RLsin(GradAngle(pj))Σpj∈RLcos(GradAngle(pj)))]]>

式中，p_j属于R_L中的像素点，GradAngle(p_j)为p_j的梯度，GradAngle(R_L)为R_L中整体梯度表现方向；

步骤四、计算线段候选区域R_L的几何中心C，依据通过C且垂直Angle(L)的直线将R_L划分为两个子区域R_L¹、R_L²，再次运用式一即能估计出子区域R_L¹、R_L²梯度方向，其中，L为候选区域的线段近似，Angle(L)为L的方向；这里线段近似指的是用一个矩形将该候选区域包围，然后矩形的两个端点连接成一条线段；

步骤五、若候选区域R_L是弧支持线段的候选区域，则和必须满足角度差T_ai，T_ai为2.5；且GradAngle(R_L),角度变化的方向要一致，要同为顺时针或者同为逆时针，如果同为顺时针，定义区域R_L产生的线段极性为负；如果同为逆时针，定义其极性为正；

步骤六、通过对比模型对候选区域R_L进行验证，即能提取到弧支持线段。