基于Hough變換的橢圓檢測方法、系統(tǒng)和蟲卵識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及圖像處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于Hough變換的橢圓檢測方法、系 統(tǒng)和蟲卵識別方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在復(fù)雜圖像中如何快速而準(zhǔn)確地檢測橢圓目標(biāo)一直是研宄者們努力探索的一個(gè) 重要問題。這在生物醫(yī)學(xué)顯微圖像、工業(yè)自動(dòng)化檢測、機(jī)器人視覺、空間技術(shù)和軍事防御等 領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。Hough變換是曲線檢測最有效的方法之一，于1962年由PaulHough提 出，并在美國作為專利被發(fā)表。
[0003] 現(xiàn)有的一種新的基于弦中點(diǎn)的Hough變換（CMHT)檢測方法，利用橢圓上所有點(diǎn)的 內(nèi)切橢圓必經(jīng)過橢圓中心的性質(zhì)，先對圖像邊緣點(diǎn)進(jìn)行累積求得橢圓中心，再利用橢圓方 程計(jì)算橢圓另外三個(gè)參數(shù)。但此方法在處理背景復(fù)雜圖像時(shí)，會出現(xiàn)檢測的虛假橢圓過多 的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 基于此，有必要提供一種降低誤檢率的基于Hough變換的橢圓檢測方法、系統(tǒng)和 蟲卵識別方法。
[0005] 一種基于Hough變換的橢圓檢測方法，包括以下步驟：
[0006] 獲取圖像；
[0007] 使用邊緣檢測方法對獲取的圖像進(jìn)行邊緣檢測，得到二值圖像；
[0008] 對二值圖像進(jìn)行Hough變換，得到候選橢圓中心；
[0009] 根據(jù)候選橢圓的中心的坐標(biāo)和橢圓的參數(shù)方程，進(jìn)行Hough變換得到候選橢圓的 參數(shù)；
[0010] 判斷根據(jù)候選橢圓的參數(shù)和候選橢圓中心得到的候選橢圓是否為真橢圓；
[0011] 若判定候選橢圓為真橢圓，則定位真橢圓。
[0012] 在其中一種實(shí)施方式中，判斷候選橢圓是否為真橢圓的步驟包括：
[0013] 以候選橢圓的中心選取方形區(qū)域D ;
[0014] 在方形區(qū)域D中計(jì)算獲取的原圖像中落在候選橢圓上的實(shí)際邊緣點(diǎn)的數(shù)目&和 組成候選橢圓的邊緣點(diǎn)數(shù)目N2;
[0015] 判斷&與N2的比值是否大于閾值I;
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于Hough變換的橢圓檢測方法，其特征在于，包括以下步驟： 獲取圖像； 使用邊緣檢測方法對獲取的圖像進(jìn)行邊緣檢測，得到二值圖像； 對所述二值圖像進(jìn)行Hough變換，得到候選橢圓中心； 根據(jù)所述候選橢圓的中心的坐標(biāo)和橢圓的參數(shù)方程，進(jìn)行Hough變換得到候選橢圓的 參數(shù)； 判斷根據(jù)所述候選橢圓的參數(shù)和所述候選橢圓中心得到的候選橢圓是否為真橢圓； 若判定所述候選橢圓為真橢圓，則定位所述真橢圓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Hough變換的橢圓檢測方法，其特征在于，所述判斷所述 候選橢圓是否為真橢圓的步驟包括： 以候選橢圓的中心選取方形區(qū)域D; 在方形區(qū)域D中計(jì)算獲取的原圖像中落在所述候選橢圓上的實(shí)際邊緣點(diǎn)的數(shù)目&和 組成候選橢圓的邊緣點(diǎn)數(shù)目N2; 判斷&與N2的比值是否大于閾值I; 若#>1，則判定候選橢圓為真橢圓； 其中，判斷任意點(diǎn)P(x,y)是否落在候選橢圓上的判斷公式：
其中，D= {(X, y) | | x-x。| 彡a+2 且 |y-y。| 彡b+2}，P(X, y)GD，所述T為常數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于Hough變換的橢圓檢測方法，其特征在于，對所述二值圖 像進(jìn)行Hough變換，得到候選橢圓中心的步驟具體包括： 建立參數(shù)空間，對所述二值圖像的每一特征點(diǎn)，掃描其余特征點(diǎn)，計(jì)算該特征點(diǎn)與其余 特征點(diǎn)之間的中點(diǎn)坐標(biāo)，并對相應(yīng)的參數(shù)空間進(jìn)行投票； 掃描每一參數(shù)空間任意非零點(diǎn)P，以該點(diǎn)為中心，邊長為2a的方形塊為局部區(qū)域R，在 局部區(qū)域R中尋找極大值；其中，a為橢圓長軸半軸長； 遍歷參數(shù)空間所有點(diǎn)之后，將每個(gè)局部區(qū)域的極大值對應(yīng)的點(diǎn)作為候選橢圓中心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于Hough變換的橢圓檢測方法，其特征在于，在局部區(qū)域R 中尋找極大值的步驟具體為： 令P點(diǎn)的值為初始極大值Rmax; 遍歷區(qū)域R，若其中一點(diǎn)統(tǒng)計(jì)值R(x,y) <Rmax，則令該點(diǎn)統(tǒng)計(jì)值R(x,y) = 0 ; 若其中一點(diǎn)統(tǒng)計(jì)值R(x，y) >Rmax，則以該點(diǎn)統(tǒng)計(jì)值為新的極大值Rmax，并將原極大值點(diǎn)設(shè)為零，即令1?_￡=1?(叉，7)，？(叉，7)=0。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于Hough變換的橢圓檢測方法，其特征在于，在所述遍歷參 數(shù)空間所有點(diǎn)之后，將每個(gè)局部區(qū)域的極大值對應(yīng)的點(diǎn)作為候選橢圓中心步驟之后，還包 括： 修正所述候選橢圓中心； 具體的修正步驟包括： 對原參數(shù)空間的每一個(gè)侯選橢圓中心〇i，在其區(qū)域R中尋找統(tǒng)計(jì)值大于閾值的m個(gè)點(diǎn) 組成點(diǎn)集S，S滿足{Sj|SjGR且S」(X，y) >X? 〇(x，y)}(j=l，2,3，...，m);其中，所述 入為比例系數(shù)，0彡人彡1 ; 計(jì)算點(diǎn)集S的中心坐標(biāo)，點(diǎn)集S的中心坐標(biāo)0'即為橢圓中心的修正值；計(jì)算點(diǎn)集S的 中心坐標(biāo)的公式為：
其中，m為大于零的正整數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于Hough變換的橢圓檢測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述 候選橢圓的中心的坐標(biāo)和橢圓的參數(shù)方程，進(jìn)行Hough變換得到橢圓的參數(shù)的步驟具體包 括： 將關(guān)于所述中心點(diǎn)〇i對稱的邊緣點(diǎn)進(jìn)行采樣存入數(shù)組八中； 將中心點(diǎn)坐標(biāo)〇i(X(l，yj代入橢圓的參數(shù)方程中，從數(shù)組\中取出數(shù)據(jù)在三維空間中結(jié) 合參數(shù)方程并采用Hough變換對a，b，0進(jìn)行量化投票統(tǒng)計(jì)，計(jì)算出參數(shù)空間最大值對應(yīng)的 3個(gè)參數(shù)即為候選橢圓的a，b，0 ; 橢圓的參數(shù)方程為：
獲取模塊，用于獲取圖像； 邊緣檢測模塊，用于使用邊緣檢測方法對獲取的圖像進(jìn)行邊緣檢測，得到二值圖像； 第一計(jì)算模塊，用于對所述二值圖像進(jìn)行Hough變換，得到候選橢圓中心； 第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述候選橢圓的中心的坐標(biāo)和橢圓的參數(shù)方程，進(jìn)行Hough變換得到候選橢圓的參數(shù)； 判斷模塊，用于判斷根據(jù)所述候選橢圓的參數(shù)和所述候選橢圓中心得到的候選橢圓是 否為真橢圓； 定位模塊，用于在判斷模塊判定所述候選橢圓為真橢圓時(shí)，定位所述真橢圓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于Hough變換的橢圓檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷模塊 包括： 區(qū)域選擇單元，用于以候選橢圓的中心選取方形區(qū)域D; 第一計(jì)算單元，用于在方形區(qū)域D中計(jì)算獲取的原圖像中落在所述候選橢圓上的實(shí)際 邊緣點(diǎn)的數(shù)目&和組成候選橢圓的邊緣點(diǎn)數(shù)目N2; 第一判斷單元，用于判斷&與\的比值是否大于閾值1，若|>/，則判定候選橢圓為 真橢圓； 其中，判斷任意點(diǎn)P(x,y)是否落在橢圓上的判斷公式：
其中，D= {(x,y) | |x-x。| 彡a+2 且 |y-y。| 彡b+2}，P(x,y)GD，所述T為常數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于Hough變換的橢圓檢測系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一計(jì)算模塊包括： 第二計(jì)算單元，用于建立參數(shù)空間，對所述二值圖像的每一特征點(diǎn)，掃描其余特征點(diǎn)， 計(jì)算該特征點(diǎn)與其余特征點(diǎn)之間的中點(diǎn)坐標(biāo)，并對相應(yīng)的參數(shù)空間進(jìn)行投票； 第三計(jì)算單元，用于掃描每一參數(shù)空間任意非零點(diǎn)P，以該點(diǎn)為中心，邊長為2a的方形 塊為局部區(qū)域R，在局部區(qū)域R中尋找極大值；其中，a為橢圓長軸半軸長； 第一處理單元，用于遍歷參數(shù)空間所有點(diǎn)之后，將每個(gè)局部區(qū)域的極大值對應(yīng)的點(diǎn)作 為候選橢圓中心。
10. -種糞便圖像中的蟲卵識別方法，其特征在于，利用所述權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所 述基于Hough變換的橢圓檢測方法對蟲卵進(jìn)行識別。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于Hough變換的橢圓檢測方法和系統(tǒng)，該方法包括以下步驟：獲取圖像；使用邊緣檢測方法對獲取的圖像進(jìn)行邊緣檢測，得到二值圖像；對所述二值圖像進(jìn)行Hough變換，得到候選橢圓中心；根據(jù)所述候選橢圓的中心的坐標(biāo)和橢圓的參數(shù)方程，進(jìn)行Hough變換得到候選橢圓的參數(shù)；判斷根據(jù)所述候選橢圓的參數(shù)和所述候選橢圓中心得到的候選橢圓是否為真橢圓；若判定所述候選橢圓為真橢圓，則定位所述真橢圓。上述基于Hough變換的橢圓檢測方法，通過使判斷得到的候選橢圓是否為真橢圓，并定位該真橢圓。該方法通過對得到的候選橢圓進(jìn)行真假判斷，剔除虛假橢圓，從而降低誤檢率，提高了橢圓檢測的精確度，有效的定位橢圓。
【IPC分類】G06T7-00, G06K9-46
【公開號】CN104700420
【申請?zhí)枴緾N201510137813
【發(fā)明人】丁建文, 梁光明, 陸路
【申請人】愛威科技股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月26日