[发明专利]圆识别方法、装置及电子设备

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理技术领域，具体涉及到一种圆识别方法和装置。

背景技术

在圆检测的工业环境中会出现各种各样的干扰，例如光照明暗、图像 分辨率、高斯白噪声和不完整圆等。在加上现在工业中对图像识别精度和 效率要求越来越高，使得圆检测算法的要求非常高，例如，在印制电路板 生产、检测或后续加工的过程中，需要识别定位标志，一般选用圆孔，而 现在的印制电路板线路和间距越来越小，定位标志识别的精准度直接影响 印制电路板的质量，识别速度对生产效率也有较大的影响，因此现代工业 对识别的圆的需求越来越高。

现有的圆检测主要有三类技术，分别是霍夫圆变换，随机圆检测和基 于线段的圆检测技术。上述三类技术均可以识别到圆，然而，上述三类技 术在进行圆检测时均存在一定的缺陷。

第一，霍夫圆变换，需要构造三维参数空间，其需要消耗大量的内存， 搜索峰值需要消耗大量的时间，并且，检测的圆的精度依赖于三维空间的 单位尺寸的选取，使得霍夫圆变换的鲁棒性、精度和效率低下，不能满足 现代工业的需求。

第二，随机圆检测，通过随机选取四个边缘像素点，然后利用其中三 个像素点产生一个候选圆，利用剩下一个像素点进行验证，如果验证通过 则用圆周上的点进行进一步验证。虽然计算量可能较少，速度可能较快， 然而，随机圆检测是通过随机像素点转换成圆，由于随机采样的随机性和 随机像素点的集合信息不充分，导致随机元检测算法不稳定，并且，如果 待检测圆有形变，随机采集的点在变形区域，容易导致错误识别，使得结 果鲁棒性低，不能满足现代工业的需求。

第三，基于线段的圆检测技术，先对待识别图像进行线段提取，然后 通过计算将线段进行匹配，进而计算得到圆参数。然而，线段所携带的信 息不仅包括两个端点坐标，还包括线段所在的边缘的梯度方向和极性等信 息，在基于线段的圆检测技术中没有应用，可能导致圆检测的效率、鲁棒 性和精度低；其次，由于只有来源于圆或曲线分解得到的线段(弧支持线 段)，才可能构成匹配对，进行计算得到圆参数，而该方法将提取到的所有 的线段都纳入计算，假设在待识别图像中提取到n条线段，其匹配对可达 到个，如果实际弧支持线段只有条，表示计算存在大量冗余，导致检 测效率低不能满足现代工业的需求。

综上，现有的三种圆检测技术的鲁棒性、精度或效率不能较好的满足 现代工业的需求。

因此，如何使得识别到的圆能较好的满足现代工业需求成为亟待解决 的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于使得识别到的圆能更好的满足现代工业 需求。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种圆识别方法，包括如下步骤： 提取待识别图像中的线段；在所提取出的线段中筛选出弧支持线段；获取 属于相同圆的弧支持线段；对属于相同圆的弧支持线段进行拟合。

可选地，在所提取出的线段中筛选出弧支持线段，包括：获取所提取 的线段的第一梯度方向；将所提取的线段分成至少两段子线段；分别计算 每段子线段的第二梯度方向；分别计算第一梯度方向与每个第二梯度方向 的夹角；判断夹角是否均大于预设夹角值；当夹角均大于预设夹角值时， 确认所提取的线段为弧支持线段。

可选地，在所提取出的线段中筛选出弧支持线段，包括：将提取的线 段分成至少两段子线段；分别计算每段子线段的梯度方向；判断顺次相连 的每段子线段的梯度方向是否依序沿相同时针方向变化；当顺次相连的每 段子线段的梯度方向依序沿相同时针方向变化时，确认当前线段为弧支持 线段。

可选地，在所提取出的线段中筛选出弧支持线段，包括：获取所提取 的线段的第一梯度方向；将提取的线段分成至少两段子线段；分别计算每 段子线段的第二梯度方向；判断顺次相连的每段子线段的第二梯度方向是 否依序沿相同时针方向变化；当顺次相连的每段子线段的第二梯度方向依 序沿相同时针方向变化时，分别计算第一梯度方向与每个第二梯度方向的 夹角；判断夹角是否均大于预设夹角值；当夹角均大于预设夹角值时，确 认当前线段为弧支持线段。

可选地，获取属于相同圆的弧支持线段，包括：按照弧支持线段的极 性进行分类；分别对相同极性的弧支持线段进行配对，得到属于相同圆的 弧支持线段。