[发明专利]一种同步检测图像中平行直线和平行曲线特征的方法

权利要求书

1.一种同步检测图像中平行直线和平行曲线特征的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：将输入图像转化为灰度图像，获取边缘图像的链条集合E＝{e₁,e₂,...,e_m}；

步骤2：将链条集合E＝{e₁,e₂,...,e_m}分解为直线边缘链条集合L＝{L₁,L₂,...,L_l}和平滑曲线边缘链条集合C＝{C₁,C₂,...,C_C}；

对每一条提取的连续边缘链条从其第h个像素点开始依次对边缘像素点局部进行角点检测和主方向估计，将边缘链条在角点处断开，并获取边缘链条方向编码数据，接着对光滑的边缘链条进行全局处理，从而将光滑的边缘链条分为两类，即直线边缘链条和平滑曲线边缘链条；

步骤3：对直线边缘链条集合L＝{L₁,L₂,...,L_l}进行处理和判断，获取平行直线对集合PL；

构建平行直线模型：

在笛卡尔坐标中，将满足如下准则的一对直线L₁、L₂定义为平行直线：

其中，为L₁的角度，为L₂的角度，λ_θ为角度差阈值；为斜率相似性准则；k₁、k₂表示L₁端点，k₃、k₄表示L₂端点，∠k₄k₁k₂为端点k₄、k₁、k₂组成的角度且k₁为顶点，∠k₃k₂k₁为端点k₃、k₂、k₁组成的角度且k₂为顶点，为空间重叠性准则，当L₁、L₂之间夹角满足∠k₄k₁k₂＜90°与∠k₃k₂k₁＜90°时，说明L₁、L₂在空间中相互垂直投影具有重叠部分，即满足空间重叠性准则；

根据构建的平行直线模型对直线边缘链条集合L＝{L₁,L₂,...,L_l}进行平行性判断；获得直线边缘链条的角度信息，利用该信息判断两边缘链条的斜率差异是否小于所设角度差阈值λ_θ，若小于所设角度差阈值λ_θ，则进一步判断这两直线边缘链条在空间上相互投影是否具有重叠部分，若存在，则说明两直线边缘链条是平行的；

步骤4：对平滑曲线边缘链条集合C＝{C₁,C₂,...,C_C}进行处理和判断，获取平行曲线对集合PC；

构建平行曲线模型：

在笛卡尔坐标系中，将满足如下准则的一对曲线C₁与曲线C₂定义为平行曲线：

对于一对曲线C₁与C₂，在曲线C₁上任意两点p₁、p₂，在曲线C₂上总存在与其切线方向相同的对应点q₁、q₂，那么应当满足如下准则：

其中，p₁p₂为p₁、p₂的连接线，q₁q₂为q₁、q₂的连接线，||p₁p₂-q₁q₂||₂为直线p₁p₂到直线q₁q₂的距离；为直线p₁p₂的角度，为直线q₁q₂的角度，为角度差阈值；向量v₁为直线p₁p₂所对应的弧段中心指向直线p₁p₂中心所形成的向量，向量v₂为直线q₁q₂所对应的弧段中心指向直线q₁q₂中心所形成的向量，θ_v1v2为向量v₁与向量v₂的夹角；min||p₁p₂-q₁q₂||₂为最近邻准则、为余弦相似性准则、θ_v1v2＜90°为凹凸一致性准则；

根据构建的平行曲线模型对平滑曲线边缘链条集合C＝{C₁,C₂,...,C_C}进行平行性判断；首先获得最近邻的曲线边缘链条对，然后分别对曲线边缘链条进行多边形化，由此获得对应弧线段的直线编码；将两曲线的直线编码数据分别进行相似性匹配，并对相似性较高的两直线段所对应的曲线段进行凹凸一致性的判断，若具有一致的凹凸性，则说明两直线段所对应的曲线段平行。