[发明专利]一种基于LSD算法的实时直线段检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于LSD算法的实时直线段检测系统，其特征在于，包括：彩色图像转灰度模块、梯度计算模块、像素数据重构模块、梯度伪排序模块、梯度阈值模块、若干区域增长模块及外部时钟复位模块；

彩 色图像转灰度模块的输出端连接梯度计算模块的第一输入端，梯度计算模块的第二输入端连接外部时钟复位模块的输出端；

梯度计算模块的输出端连接像素数据重构模块的输入端；

像素数据重构模块的输出端依次连接梯度伪排序模块、梯度阈值模块、若干区域增长模块；

外部时钟复位模块的输出端还连接梯度伪排序模块、梯度阈值模块、若干区域增长模块；外部时钟复位模块为梯度计算模块、梯度伪排序模块、梯度阈值模块和区域增长模块提供时钟和复位功能；

梯度阈值模块由阈值判断模块、伪排序值标记模块和数据拼接模块组成；

阈值判断模块，阈值设置为44；用于判断像素点在直线检测操作中是否为有效像素点；

伪排序值标记模块，用于根据像素点是否有效标记伪排序值；

数据拼接模块，用于将像素点梯度幅值、梯度水平线角度以及伪排序值进行拼接；

若干区域增长模块由第一区域增长模块、第二区域增长模块、第三区域增长模块串联构成；

第一区域增长模块、第二区域增长模块、第三区域增长模块，除分割阈值设置不同外，其余部分完全相同；

区域增长模块，由种子点判断模块、行存模块、直线支持域判断模块、区域角度融合模块、角度差值判断模块、生长操作模块、全新生长模块及数据拼接模块组成；

种子点判断模块用于判断是否对该像素点执行区域增长操作；

行存模块用于产生区域增长所需当前像素点正上方、右上方、左上方以及正左方的4邻域像素值；

直线支持域判断模块，用于判断当前像素点的4邻域像素是否在直线支持域内；

区域角度融合模块，用于计算直线支持域水平线角度；

角度差值判断模块，用于根据角度容忍差值τ，判断当前像素点是否满足生长条件；τ的取值为22.5°；

生长操作模块，用于执行直线支持域生长工作；更新相同直线支持域像素点的梯度幅值、梯度水平线角度及梯度伪排序值，标记当前像素点所在直线段编号及所在直线段像素数；

全新生长模块，用于产生新的直线支持域，进行新一轮直线支持域的生长；

数据拼接模块，用于对梯度幅值、梯度水平线角度、梯度伪排序值、直线段编号及直线段像素数进行拼接。

2.根据权利要求1所述的一种基于LSD算法的实时直线段检测系统，其特征在于，彩色图像转灰度模块，转换公式为：

3.根据权利要求1所述的一种基于LSD算法的实时直线段检测系统，其特征在于，

梯度计算模块由行存模块及CORDIC模块组成；

行存模块用于产生梯度计算所需2x2模板数据，分别为(X,Y)，(X,Y+1)，(X+1,Y)和(X+1,Y+1)；

通过2x2模板数据计算x轴、y轴方向梯度g_x(x,y)、g_y(x,y)，作为CORDIC模块输入信号，计算公式为：

其中，i(x+1,y)，i(x,y+1)，i(x+1,y+1)，i(x,y)为相应像素点的像素值；

CORDIC模块用于计算像素梯度幅值与梯度水平线角度。

4.根据权利要求1所述的一种基于LSD算法的实时直线段检测系统，其特征在于，

像素数据重构模块共使用61位二进制数表示像素点值，共分为5段；其中，[60,49]位为像素点梯度幅值，[48,36]位为梯度水平线角度，[35,26]位为梯度伪排序值，[25,10]位为直线段编号，[9,0]位为当前直线像素数。