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专利号: 2020100867623
申请人: 青岛联合创智科技有限公司
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种图片线特征的提取方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)像素梯度的计算,包括像素梯度值和水平线方向;

(2)在一整张图片的梯度值都计算完成之后,删掉梯度值小于梯度阙值的像素点;

(3)对图片进行填充,然后采用区域分裂合并算法对填充后的图片进行区域分裂,直至所有的区域不能继续分裂为止;分裂完成之后将具有相同属性的像素点合并,遍历所有的区域,直至所有的区域不能合并为止;

(4)在区域合并之后,具有相同属性的相邻的像素点组成了一块区域,然后对此区域进行矩形逼近,用一个矩形将此区域的像素点全部包含进去,如果此区域中的像素数量低于设定阈值,此区域会被舍弃,不会进行矩形逼近;

(5)计算逼近后的矩形密度,如果矩形密度不小于密度阙值,则接受该矩形检测结果,否则对矩形进行重绘。

2.根据权利要求1所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,所述步骤(1)具体如下:设:

gx(x,y)为图片坐标(x,y)在x方向的梯度值;

gy(x,y)为图片坐标(x,y)在y方向的梯度值;

i(x,y)为图片坐标(x,y)处的像素灰度值;

i(x+1,y)为图片坐标(x+1,y)处的像素灰度值;

i(x,y+1)为图片坐标(x,y+1)处的像素灰度值;

i(x+1,y+1)为图片坐标(x+1,y+1)处的像素灰度值;

图片坐标(x,y)的梯度值为:

梯度的方向为:

和其垂直的方向,即水平线方向为:

将由水平线方向和梯度值大小组成的区域称之为线支持区域。

3.根据权利要求2所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,所述步骤(2)具体如下:梯度阈值ρ的计算公式如下所示:

其中,q为经验数值;τ是角度容忍度,表示水平线方向角度的大小相差范围在±τ的范围内即认为其具有相同的梯度方向;

把梯度值小于梯度阈值ρ的像素点删除掉,并把删除掉的像素点状态设置为USED,不参与后续的计算,其余的像素点状态设置为UNUSED。

4.根据权利要求3所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,q取2,τ取22.5。

5.根据权利要求3所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,所述步骤(3)具体如下:将图片右边界和下边界进行填充扩展,填充成边长是大于图片长宽最大值的2的最小整数次幂的正方形;

完成图片的填充之后,再将填充后的整个图片分为四个一级区域,然后查看每个区域是否有状态为UNUSED的点,如果有的话,计算此一级区域所有状态是UNUSED的点的方差,方差的计算如下:先计算此区域的梯度平均值:

则此区域的方差为:

其中,k是此区域的边长,即此区域边长像素的个数;

如果此方差小于设定值,则不再继续分裂,反之继续分裂,将此区域再分为四个二级区域,判断二级区域是否分裂成三级区域,以此类推,如此下去,直至所有的区域不能继续分裂为止;

分裂完成之后,将具有相同属性的像素点合并,水平线方向在一个相同的范围τ内算相同属性,并且将合并后的像素点的状态设置为USED,可以是不同等级区域的进行合并,然后遍历所有的区域,直至所有的区域不能合并为止;每合并入一个新的区域,就将当前合并的区域的水平线方向重新计算一遍,公式如下:其中,θj为合并添加新的像素点后的区域的方向角度,j代表在这个区域内像素点的个数,每添加一个像素点,j就会加1。

6.根据权利要求5所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,所述设定值为经验值,取100。

7.根据权利要求5所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,所述步骤(4)中,矩形逼近方法具体如下:首先,把整个区域当做一个实体,而区域中每个像素点的梯度大小为点的质量,这样整个实体就有一个质心,将质心作为矩形的中心点;假设区域中点的坐标为(x(j),y(j)),对应的质量为G(j),那么矩形的中心为(cx,cy):然后,确定矩形的朝向角度,其角度设置为与矩阵M的最小特征值相关联的特征向量的角度;

其中,mxx,myy,mxy的值分别为:

确定了矩形的中心和矩形的朝向后,包含区域所有点的最小矩形即为逼近得到的矩形。

8.根据权利要求7所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,所述步骤(5)中,对于一个线支持区域和对应的逼近矩形r,区域中与区域角度相同的点的数量为K,那么该矩形的密度d定义为:其中,length(r)为矩形r的长度,width(r)为矩形r的宽度;

如果矩形r的密度d(r)≧d(0),d(0)为设置的密度阈值,则接受该矩形检测结果,如果不满足要求,则对矩形进行重绘。

9.根据权利要求8所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,d(0)取0.7。

10.根据权利要求3所述的一种图片线特征的提取方法,其特征在于,对矩形进行重绘的方法为减少角度容忍度τ:减小角度容忍度τ,那么远处的钝角的不包含种子像素的线段将会被舍弃,并被重新标记为UNUSED,这个被舍弃的区域将会被重新利用生成另一个线段,那么这个线段就会被重新分割成两段。