[发明专利]复杂背景下的棋盘格角点检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理技术领域的检测方法，具体涉及的是一种复杂背景下的棋盘格角点检测方法。

背景技术

快速而准确地检测图像中特定的角点在计算机视觉和模式识别领域，特别是工业制造，生物医学，自动化检验和装配等方面有着广泛的应用前景。不同类型的角点有不同的特点，但目前已有的大多数角点检测方法都是针对一般角点的通用方法，而棋盘格角点作为一种特殊的角点，也已被广泛地应用于摄像机标定和定位中。由于对棋盘格角点的检测只是在通用角点检测方法的基础上，进行了一些改进，因此计算量通常比较大。而且在复杂背景下，由一般方法改进所提取的干扰角点难以从复杂图像背景中滤除而得到所需要的角点。

经对现有技术的文献检索发现，Zhang提出了摄像机定标的一种实用方法(Zhang Z.Y，A flexible new technique for camera calibration.IEEEtransaction on pattern analysis and machine intelligence，vol.22，NO.11，November 2000：1330-1334)。传统的角点检测方法的缺点是在复杂背景下，检测出不符合要求的角点个数太多，难以通过合适的方法把这些不符合要求的角点滤除，而且该方法受光照影响较大，光线不同时对角点的提取有很大的影响。通过观察，发现了棋盘格角点一些独特的性质，并针对棋盘格角点提出了一种新的检测方法。该方法不仅原理简单、计算量小，无需人工参与检测，而且对旋转、尺度、灰度等变化具有鲁棒性，同时能够抵抗噪声和边缘模糊现象，并且在复杂背景下仍然能够提取所需要的角点，因而具有较高的实用价值。

经对现有技术的文献检索发现，张正有等在《IEEE transaction on patternanalysis and machine intelligence》(国际电子电器工程师协会模式识别与机器智能期刊)(2000年第22卷第11期1330页至1334页)上发表的“A flexiblenew technique for camera calibration”(一中实用的照相机标定方法)，提出了摄像机定标的一种实用方法。刘阳成等在《中国图像图形学报》(2006年第11卷第5期656页至660页)上发表的“一种新的棋盘格图像角点检测算法”，该文中提出利用棋盘格的对称性，利用一个对称算子和一个方差算子检测棋盘格的角点。其不足在于：计算量较大，无法达到视频的实时要求，而且该算法在复杂背景下和光照变化下的检测精度大为下降。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的技术的不足，提出一种复杂背景下的棋盘格角点检测方法，是一种基于矩形的角点检测方法，此方法利用棋盘格图像的对称和矩形的这一性质对特定角点进行检测，具有较强的实时性和可靠性。

本发明是通过以下技术方案实现的，首先，将图像下采样，再将图像上采样以滤除噪声。同时将图像分为RGB三个通道，分别进行区域检测。采用坎尼算子(Canny)算子对图像进行边缘提取，再采用自适应阈值对图像进行分割。第二，采用道格拉斯一普克(Douglas-Peucker)方法对图像中的矩形进行逼近，检测出图像中的矩形区域。检测的矩形需要有四个角点，并且检测多边形的凸凹性。从而检测出图像中的矩形区域。第三，检测出矩形后，取得各个矩形的顶点，由于图像边缘的非平整性，检测出的矩形个数较多，需要对同一类角点进行聚类。第四，由于所要检测的角点是各个矩形的交点，因此在一个邻域范围内个数最多的点即为所要求得的角点。对这些个数最多的一类角点做统计平均，即检测得到的角点。

本发明包括以下步骤：

步骤一，图像预处理。先进行图像下采样，再将图像上采样以滤除噪声，对于原图像是彩色图像的情况，将图像分为RGB三个通道，分别进行区域检测。然后采用坎尼算子(Canny)算子进行边缘提取，从而使其成为二值图，即边缘上的像素值为1(白色)，其它像素为值为0(黑色)，再采用自适应阈值对图像进行分割。

步骤二，检测图像矩形区域。采用道格拉斯—普克(Douglas-Peucker)方法对图像中的矩形进行逼近，检测的矩形有四个角点，并且检测多边形的凸凹性，从而检测出图像中的矩形区域。