Hough變換及改進(jìn)算法與線段檢測.pdf

1、本文提出了一種改進(jìn)Hough變換算法,并將該算法應(yīng)用到線段檢測的過程中。Hough變換(HT)是由Paul Hough于1962年以專利形式提出的,它實(shí)現(xiàn)一種從圖像空間到參數(shù)空間的映射關(guān)系。其基本思想是點(diǎn)-線的對(duì)偶性,即圖像空間共線的點(diǎn)對(duì)應(yīng)在參數(shù)空間里相交的線;反過來,在參數(shù)空間中相交于同一個(gè)點(diǎn)的所有直線(曲線)在圖像空間里都有共線的點(diǎn)與之對(duì)應(yīng)。近些年來,它被廣泛地應(yīng)用于計(jì)算機(jī)視覺和模式識(shí)別等領(lǐng)域。目前,已經(jīng)有很多科研工作者提出了Hou

2、gh變換的改進(jìn)算法。有的改進(jìn)集中的算法的運(yùn)算過程,而有的算法著眼于改進(jìn)Hough空間。絕大多數(shù)算法的參數(shù)空間還是采用了兩個(gè)參數(shù),即。1999年Chutatape-Guo提出了一種Hough變換的改進(jìn)算法,在該算法中的Hough空間只采用了一個(gè)參數(shù),具有良好的時(shí)間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度,而且算法的魯棒性較標(biāo)準(zhǔn)Hough變換要好。在數(shù)字圖像中,現(xiàn)有的Hough變換及其改進(jìn)算法都有一個(gè)共同的缺點(diǎn),都不能得到一個(gè)很好的檢測區(qū)域。若在Hough空間中

3、采用兩個(gè)參數(shù),則它的檢測區(qū)域?qū)?huì)成X-形區(qū)域發(fā)散;若在Hough空間中只采用參數(shù),則它的檢測區(qū)域?qū)?huì)成扇形發(fā)散。無論X-形檢測區(qū)域還是扇形檢測區(qū)域,將都會(huì)影響直線檢測結(jié)果的正確性,因?yàn)檫@兩個(gè)檢測區(qū)域都可能導(dǎo)致一些噪聲點(diǎn)被認(rèn)為是被檢直線上的特征點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有Hough變換及其改進(jìn)算法的缺點(diǎn),本文提出了一個(gè)有效的改進(jìn)算法,該算法具有以下特性:
　　(1)“多對(duì)一”映射。 Hough變換有兩種映射方法:“一對(duì)多”映射,即圖像空間中的一個(gè)特

4、征點(diǎn)映射到參數(shù)空間中的多個(gè)點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)Hough變換就是采用這種映射方式;“多對(duì)一”映射,即圖像空間中的多個(gè)特征點(diǎn)對(duì)應(yīng)于參數(shù)空間中的一個(gè)點(diǎn),本文算法就屬于這種映射方式。采用“多對(duì)一”映射方式,可以減少算法的計(jì)算復(fù)雜度和空間復(fù)雜度。＜WP=3＞
　　(2)有效的檢測區(qū)域。在本文提出的新算法中,我們精心設(shè)計(jì)了一個(gè)有效的檢測區(qū)域------條形區(qū)域,以得到圖像空間中直線上的所有特征點(diǎn)而盡可能少地檢測到一些噪聲點(diǎn)。這對(duì)于正確提取直線的參數(shù)非常

5、重要。
　　(3)具有良好的空間復(fù)雜度,Hough參數(shù)空間的大小只需要一個(gè)存儲(chǔ)單元。
　　利用Hough變換進(jìn)行直線檢測時(shí),也存在一定的局限性：
　　(1)如它所檢測到的直線實(shí)際上是一些可能零散的在一條直線上的點(diǎn),也就是說檢測到的直線不一定連續(xù),這就有可能導(dǎo)致一些錯(cuò)誤的檢測;
　　(2)如果在某直線方向有兩條線段,則利用Hough變換檢測直線時(shí)將會(huì)只能檢測到一條,不能識(shí)別為兩條線段;
　　(3)進(jìn)行直線檢測