[发明专利]一种基于数字图像的圆形物体检测方法

权利要求书

1.一种基于数字图像的圆形物体检测方法，其特征包括以下步骤：

步骤1、获取边缘图像：

首先对采集的任意一幅图像进行灰度化处理，得到灰度图像，再使用Canny算子从所述灰度图像中获取边缘图像M，所述边缘图像M中任意一个边缘点用e_i表示，i为边缘点的下标，边缘点e_i所对应的坐标为(x_i,y_i)；

步骤2、分割边缘成连通的单向曲线：

步骤2.1、从边缘图像M找到任意一个边缘点，从与所述边缘点相邻的正上方的像素开始以顺时针方向使用深度优先遍历算法获得与所述边缘点相连通的其他边缘点，从而得到边缘连通域

步骤2.2、使用逻辑相邻距算法将所述边缘连通域分割为单向边缘曲线l；

步骤3、获取二次边缘曲线：

使用最大绝对距离和算法将所述单向边缘曲线l分解为二次曲线s，从而得到二次曲线集合ψ；

步骤4、确定圆弧：

步骤4.1、使用最小滑动窗口拟合误差算法在所述二次曲线s上初步估计，得到圆弧p；

步骤4.2、使用双边伸缩法以所述圆弧p为基础，在所述二次曲线s上进行精确估计，得到圆弧φ；

步骤5、使用最小二乘法拟合所述圆弧φ，从而获取圆的参数(x,y,r)，其中(x,y)表示圆心，r表示半径。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字图像的圆形物体检测方法，其特征是：所述步骤2.2中利用逻辑相邻距算法对边缘连通域进行分割是按如下步骤进行的：

2.2.1)定义边缘连通域中遍历顺序相邻的两个边缘点为逻辑相邻边缘点；定义边缘连通域中逻辑相邻的两个边缘点e_j和e_j+1之间的距离为D(j)；

2.2.2)初始化j＝0；

2.2.3)将j+1赋值给j，并判断j≥n是否成立，如果成立，执行步骤2.2.4)，否则按照式(1)计算D(j)，并返回执行步骤2.2.3)；其中，n为所述边缘连通域中边缘点的个数；

D(j)＝max{|x_j-x_j+1|,|y_j-y_j+1|} (1)

2.2.4)初始化k＝1，c＝1，j＝0；

2.2.5)将j+1赋值给j，并判断j≥n-1是否成立，如果成立，则执行步骤2.2.7)，否则判别D(j)≥2是否成立，如果成立，执行步骤2.2.6)，否则返回执行步骤2.2.5)；

2.2.6)获得单向曲线l_c＝{e_k,e_k+1,...e_j}，更新并将c+1赋值给c，j+1赋值给k，执行步骤2.2.5)；

2.2.7)判别D(n-1)≥2是否成立，如果成立，则获得单向曲线l_c＝{e_k,e_k+1,...e_n-1}，否则，获得单向曲线l_c＝{e_k,e_k+1,...e_n-1,e_n}；

由此获取单向曲线l＝{l₁,l₂,....l_c}，结束算法。