[发明专利]一种基于Hough变换与改进型最小二乘法的直线检测方法

权利要求书

1.一种基于Hough变换与改进型最小二乘法的直线检测方法，用于对二维码图像边缘的直线进行检测，其特征在于，利用Hough变换确定二维码图像中存在四条边缘直线的对应初始区域，然后分别对四条边缘直线所对应的初始区域内的特征点集，采用改进型的最小二乘法确定精确的直线参数，以实现二维码图像边缘直线的检测；具体步骤为：

给定二值图像I，Hough变换的参数分辨率(Δθ，Δρ)、投票阈值T、确定一边缘直线所在的初始区域的距离误差d以及改进型的最小二乘法的比例参数p；

(1)在分辨率或量化间隔(Δθ，Δρ)下求取二值图像I的标准Hough变换，并通过局部极大搜索来确定参数空间投票值不小于投票阈值T的直线参数点；

(2)对每一个检测得到的直线参数点，在二值图像I中寻找所有到该直线距离不大于距离误差d的特征点，构成特征点集L；

(3)用改进型的最小二乘法进行直线拟合，所得回归直线参数作为最终检测得到的真实直线参数；

(4)重复(2)(3)，直到所有Hough检测得到的参数点都被处理完毕，确定边缘直线的真实直线参数，根据真实直线参数确定边缘直线；

所述改进型的最小二乘法是每次同时去除正、负两个方向上的一对误差最大数据点。

2.根据权利要求1所述的基于Hough变换与改进型最小二乘法的直线检测方法，其特征在于，所述改进型的最小二乘法的具体过程为：

给定二维点集P_i＝{(x_j，y_j)|1≤j≤N}与保留比例p；

(21)令i＝0，n＝N，N为二维点集P_i内总的数据点数；计算最终保留的点数N_P＝p*N；

(22)根据下式求得二维点集P_i对应的回归参数θ_i，ρ_i；

θi=arctan-Sx2+NSxxSxSy-NSxyρi=SxxSy-SxySx(-Sx2+NSxx)2+(SxSy-NSxy)2]]>

其中，Sx=Σj=1Nxj,Sy=Σj=1Nyj,Sxx=Σj=1Nxj2,Sxy=Σj=1Nxjyj;]]>

(23)求二维点集P_i中的每个数据点至回归直线之间的有符号误差e_ij：

e_ij＝ρ_ij-ρ_i＝x_jcosθ_i+y_jsinθ_i-ρ_i，式子中，ρ_ij表示数据点(x_j，y_j)在θ_i角度下求得的ρ值，即ρ_ij＝x_jcosθ_i+y_jsinθ_i，而ρ_i则为之前求得的在二维点集P_i中对应的ρ_i；ρ_ij-ρ_i所得到的结果e_ij即为二维点集P_i中各个数据点相对于回归直线之间的有符号距离；

(24)求取分别达到最大正、负误差的两个数据点索引值j_POS与j_NEG：

j_POS＝argmax|e_ij|，其中e_ij为大于0的正数

j_NEG＝argmax|e_ij|，其中e_ij为小于0的负数

(25)在二维点集P_i中去除点和剩余的点集变为P_i+1，n＝n-2，i＝i+1；

(26)当n≤N_P，则返回θ_i，ρ_i，并作为最终的回归结果，否则返回至(22)。