[发明专利]一种基于改进Hough变换的目标边界检测方法和装置

说明书

本发明公开了一种基于改进Hough变换的目标边界检测方法，包括：(1)对输入图像进行边缘检测；(2)建立投票矩阵；(3)对边缘点(x,y)，作一条直线l₁穿过点(x,y)，从原点向该直线l₁引出垂线为l₂，l₂与横轴的夹角为θ，原点到直线l₁的距离为b＝xcosθ+ysinθ；(4)根据上述(θ,b)分别计算权重w₁，w₂，w₃，w₄，(5)根据公式H_i(θ,b)＝H_i(θ,b)+w_i将权重赋值到投票矩阵中，其中i＝1,2,3,4；(6)重复步骤3‑5，以θ_step为步长遍历θ∈(0,2π]和相应的b，完成像素点(x,y)下的各种θ和b条件下候选直线的投票赋值；(7)重复步骤3‑6，完成全图所有边缘像素点在各种θ和b条件下候选直线的投票，得到最终的投票矩阵H₁，H₂，H₃，H₄；(8)根据投票矩阵确定各边界直线。本发明方法可以实现快速、准确、鲁棒的边界直线检测。

技术领域

本发明属于视频与图像处理技术领域，更具体地，涉及一种基于改进Hough变换的目标边界检测方法。

背景技术

图像与视频技术在日常生产和生活中的作用越发重要，特别是随着智能手机和移动互联网的普及，大量的办公与娱乐应用中关于图像和视频的处理越来普及。然而，绝大多数场景下，相机并不能在理想角度下进行图像采集，这使得所得图像存在扭曲，为解决该问题必须进行图像矫正。如图1所示，手机拍摄一份文档(或者学生上课拍摄ppt)的时候，一方面，拍摄角度无法垂直于目标，另一方面，除了所需目标，还会拍进去一些不想要的背景。因此需要进行校正。

实际中大量的图像矫正都是根据目标的边界来完成，而绝大多数目标例如证件、文档、车牌等都是矩形，这使得准确的检测并定位目标的边界成为基础而重要的问题。现有边界检测方法可分为以下步骤(1)对图像边缘进行提取、(2)基于Hough变换进行直线检测、(3)在检测所得直线中选择目标边界。然而，实际应用中，物体边缘并非理想直线，通过(2)往往可以得到多个接近的直线，需要对Hough变换的结果进行合并；此外，该方法流程较长、运算起来也较为复杂。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于改进Hough变换的目标边界检测方法和系统，其目的在于通过改进的霍夫变换实现边缘的快速检测，以实现快速、准确、鲁棒的边界直线检测。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于改进Hough变换的目标边界检测方法，包括

(1)对输入图像进行边缘检测得到目标的边缘；

(2)建立投票矩阵H₁、H₂、H₃、H₄并全部初始化为0，矩阵的大小均为M*N，其中M＝2π/θ_step，θ_step为角度遍历步长，N为输入图像的对角线长度；

(3)对边缘点(x,y)，作一条直线l₁穿过点(x,y)，从原点向该直线l₁引出垂线为l₂，l₂与横轴的夹角为θ，原点到直线l₁的距离为b＝x cosθ+y sinθ；