边缘提取方法和装置制造方法
【专利摘要】本公开是关于一种边缘提取方法和装置，属于图像处理领域。该方法包括：获取目标物的边缘图像，边缘图像中包括多条候选边缘线；从多条候选边缘线中，提取符合预设条件的第一候选边缘线；对第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格；对于边缘线网格中的每条直线，根据直线上每条线段的像素值，以及在边缘图像中与直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算直线的特征值；当直线的特征值大于预设阈值时，将直线确定为目标物的边缘线。本发明提高了边缘提取的准确率，且确定的多个边缘线可以构成封闭的轮廓，当根据该多个边缘线进行三维模型重建时，可以提高重建效果。
【专利说明】边缘提取方法和装置
【技术领域】
[0001]本公开是关于图像处理领域，具体来说是关于边缘提取方法和装置。
【背景技术】
[0002]随着信息技术的发展，建筑物三维模型重建已成为获取建筑物结构信息的重要手段，在城市规划、通信设施建设和数字城市建设等领域都具有广泛的应用。而为了进行建筑物三维模型重建，需要先提取建筑物的边缘。
[0003]在提取建筑物的边缘时，可以先获取建筑物的图像，对图像进行去噪处理，得到灰度图像，利用Sobel (索贝尔)或者Canny等算子提取灰度图像的边缘，作为建筑物的边缘。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现相关技术存在缺陷，例如:采用上述方法所提取到的边缘大多为短线段，很难构成完整封闭的轮廓，且短线段上包括很多细小的波动，边缘提取的准确度很差。根据这些短线段进行三维模型重建时，重建效果很差。
【发明内容】
[0005]为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供了一种边缘提取方法和装置。所述技术方案如下:
[0006]根据本公开实施例的第一方面，提供了一种边缘提取方法，所述方法包括:
[0007]获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线；
[0008]从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线；
[0009]对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段；
[0010]对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值；
[0011 ] 当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
[0012]在另一实施例中，所述从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线包括:
[0013]从所述多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，
[0014]从所述多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，
[0015]从所述多条候选边缘线中，提取长度属于所述预设长度范围且角度属于所述预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
[0016]在另一实施例中，所述对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值包括:
[0017]对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值；
[0018]对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值。
[0019]在另一实施例中，所述对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值包括:
[0020]当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将所述线段的特征值确定为第一预设特征值；或者，
[0021]当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将所述线段的特征值确定为第二预设特征值。
[0022]在另一实施例中，所述对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值包括:
[0023]将所述直线上每条线段的特征值之和作为所述直线的特征值；或者，
[0024]将所述直线上每条线段的特征值的平均值作为所述直线的特征值；或者，
[0025]将所述直线上每条线段的特征值的方差作为所述直线的特征值。
[0026]在另一实施例中，所述方法还包括:
[0027]对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当所述两条边缘线的角度相同，且所述两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将所述两条边缘线合并。
[0028]根据本公开实施例的第二方面，提供了一种边缘提取装置，所述装置包括:
[0029]图像获取模块，用于获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线；
[0030]提取模块，用于从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线；
[0031]延伸模块，用于对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段；
[0032]特征值计算模块，用于对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值；
[0033]边缘线确定模块，用于当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
[0034]在另一实施例中，所述提取模块用于从所述多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，从所述多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，从所述多条候选边缘线中，提取长度属于所述预设长度范围且角度属于所述预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
[0035]在另一实施例中，所述特征值计算模块用于对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值；对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值。
[0036]在另一实施例中，所述特征值计算模块用于当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将所述线段的特征值确定为第一预设特征值；或者，当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将所述线段的特征值确定为第二预设特征值。
[0037]在另一实施例中，所述特征值计算模块用于将所述直线上每条线段的特征值之和作为所述直线的特征值；或者，将所述直线上每条线段的特征值的平均值作为所述直线的特征值；或者，将所述直线上每条线段的特征值的方差作为所述直线的特征值。
[0038]在另一实施例中，所述装置还包括:
[0039]合并模块，用于对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当所述两条边缘线的角度相同，且所述两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将所述两条边缘线合并。
[0040]根据本公开实施例的第三方面，提供了一种边缘提取装置，包括:
[0041]处理器；
[0042]用于存储处理器可执行指令的存储器；
[0043]其中，所述处理器被配置为:
[0044]获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线；
[0045]从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线；
[0046]对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段；
[0047]对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值；
[0048]当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
[0049]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
[0050]本实施例提供的方法和装置，通过对候选边缘线进行过滤和延伸，将该边缘线网格中的线段与原边缘图像中的线段进行比较，从中确定该目标物的多个边缘线，提高了边缘提取的准确率，且确定的多个边缘线可以构成封闭的轮廓，当根据该多个边缘线进行三维模型重建时，可以提高重建效果。
[0051]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
【专利附图】
【附图说明】
[0052]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0053]图1是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取方法的流程图；
[0054]图2是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取方法的流程图；
[0055]图3A是根据一示例性实施例示出的目标物图像示意图；
[0056]图3B是根据一示例性实施例示出的边缘图像示意图；
[0057]图3C是根据一示例性实施例示出的边缘线示意图；
[0058]图4A是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取装置的框图；
[0059]图4B是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取装置的框图；
[0060]图5是根据一示例性实施例示出的一种用于边缘提取的装置的框图。
【具体实施方式】
[0061]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本公开做进一步详细说明。在此，本公开的示意性实施方式及其说明用于解释本公开，但并不作为对本公开的限定。
[0062]本公开实施例提供一种边缘提取方法和装置，以下结合附图对本公开进行详细说明。
[0063]图1是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取方法的流程图，如图1所示，该边缘提取方法用于图像处理装置中，包括以下步骤:
[0064]在步骤101中，获取目标物的边缘图像，该边缘图像中包括该目标物提取到的多条候选边缘线。
[0065]其中，该目标物可以为建筑物、建筑物上的窗户、卡片等，该图像处理装置具有处理图像的功能，可以为手机、计算机或者服务器等，本实施例对此不做限定。该图像处理装置可以接收其他设备发送的该边缘图像，也可以对该目标物的图像进行边缘提取处理，得到该边缘图像，该边缘图像可以为二值化图像，本实施例对此也不做限定。
[0066]在步骤102中，从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线。
[0067]其中，该预设条件用于规定边缘线的长度和角度中的至少一项或者其他条件，本实施例对此不做限定。相应的，该预设条件可以包括预设长度范围和预设角度范围中的至少一项。该预设长度范围和该预设角度范围可以包括连续的数值范围，也可以包括离散的多个数值，例如，该预设角度范围可以为{0°，90° }。且该预设长度范围和该预设角度范围可以由该图像处理装置预先根据在该边缘图像经过边缘提取处理之前的图像中该目标物的尺寸和角度分别确定，本实施例对此不做限定。
[0068]在步骤103中，对该多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，该边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段。
[0069]在步骤104中，对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值。
[0070]对于该边缘线网格中的每条线段来说，当在该边缘图像中与该线段相同的位置也包括线段时，表示该线段很可能在该目标物边缘线上，而在该边缘图像中与该线段相同的位置不包括线段时，表示该线段可能不在该目标物的边缘线上。而对于该边缘线网格中的每条直线来说，该直线的多条线段中，可能在该目标物的边缘线上的线段越多，该直线是该目标物的边缘线的可能性越高，而可能在该目标物的边缘线上的线段越少，该直线是该目标物的边缘线的可能性越低。为此，对于该边缘线网格中的每条直线，可以根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值。那么，当该直线的特征值越大时，表示该直线上可能在该目标物的边缘线上的线段越多，该直线是该目标物的边缘线的可能性越高，当该直线的特征值越小时，表示该直线上可能是该目标物的边缘线上的线段越多，该直线是该目标物的边缘线的可能性越低。
[0071]在步骤105中，当该直线的特征值大于预设阈值时，将该直线确定为该目标物的边缘线。
[0072]本实施例提供的方法中，当提取到目标物的多条候选边缘线时，从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线，延伸后得到边缘线网格，对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值，当该直线的特征值大于预设阈值时，将该直线确定为该目标物的边缘线。通过对候选边缘线进行过滤和延伸，将该边缘线网格中的线段与原边缘图像中的线段进行比较，从中确定该目标物的多个边缘线，提高了边缘提取的准确率，且确定的多个边缘线可以构成封闭的轮廓，当根据该多个边缘线进行三维模型重建时，可以提高重建效果。
[0073]在另一实施例中，该从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线包括:
[0074]从该多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，
[0075]从该多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，
[0076]从该多条候选边缘线中，提取长度属于该预设长度范围且角度属于该预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
[0077]在另一实施例中，该对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值包括:
[0078]对于该边缘线网格中的每条线段，根据该线段的像素值以及在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值，确定该线段的特征值；
[0079]对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的特征值，计算该直线的特征值。
[0080]在另一实施例中，该对于该边缘线网格中的每条线段，根据该线段的像素值以及在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值，确定该线段的特征值包括:
[0081]当该线段的像素值与在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将该线段的特征值确定为第一预设特征值；或者，
[0082]当该线段的像素值与在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将该线段的特征值确定为第二预设特征值。
[0083]在另一实施例中，该对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的特征值，计算该直线的特征值包括:
[0084]将该直线上每条线段的特征值之和作为该直线的特征值；或者，
[0085]将该直线上每条线段的特征值的平均值作为该直线的特征值；或者，
[0086]将该直线上每条线段的特征值的方差作为该直线的特征值。
[0087]在另一实施例中，该方法还包括:
[0088]对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当该两条边缘线的角度相同，且该两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将该两条边缘线合并。
[0089]上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，在此不再
--赘述。
[0090]图2是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取方法的流程图，如图2所示，该边缘提取方法用于图像处理装置中，包括以下步骤:
[0091]在步骤201中，该图像处理装置获取目标物的边缘图像，该边缘图像中包括该目标物提取到的多条候选边缘线。
[0092]在实际应用中，该边缘图像中包括的多条候选边缘线大多为短线段，短线段上包括细小的波动，且该多条短线段不能构成完整封闭的轮廓，当根据这些短线段进行三维模型重建时，重建效果很差。为了提高重建效果，该图像处理装置可以对该边缘图像进行处理，得到该目标物更加清晰的边缘线。
[0093]另外，为了便于提取边缘线，该图像处理装置还可以先对该边缘图像进行膨胀，加粗该多条候选边缘线，后续过程中，该图像处理装置对该膨胀后的图像进行处理即可。
[0094]在步骤202中，该图像处理装置从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线。
[0095]该图像处理装置可以先根据预设条件，对该多条候选边缘线进行过滤，从中提取出有可能是该目标物的边缘线的第一候选边缘线，将不可能是该目标物的边缘线的候选边缘线过滤掉。
[0096]其中，该预设条件用于规定边缘线的长度和角度中的至少一项或者其他条件，相应的，该预设条件可以包括预设长度范围和预设角度范围中的至少一项。当该预设条件包括该预设长度范围时，该图像处理装置从该多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线，还可以将长度不属于该预设长度范围的候选边缘线作为第二候选边缘线。或者，当该预设条件包括该预设角度范围时，该图像处理装置从该多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线，还可以将角度不属于该预设角度范围的候选边缘线作为第二候选边缘线。或者，当该预设条件包括该预设长度范围和该预设角度范围时，该图像处理装置从该多条候选边缘线中，提取长度属于该预设长度范围且角度属于该预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线，还可以将长度不属于该预设长度范围或者角度不属于该预设角度范围的候选边缘线作为第二候选边缘线。
[0097]当该图像处理装置提取到该多条第一候选边缘线时，可以将未提取的第二候选边缘线上每个像素点的像素值调整为0，以过滤该第二候选边缘线。
[0098]在实际应用中，该图像处理装置可以对该边缘图像进行霍夫变换，将该多条候选边缘线从该边缘图像的原坐标系变换至霍夫空间，该原坐标系中的一条候选边缘线对应霍夫空间中的一个点，则该图像处理装置根据该预设角度范围和预设长度范围，对霍夫空间中的多个点进行过滤，再进行霍夫逆变换，将霍夫空间中过滤后剩余的点变换至原坐标系，得到多条第一候选边缘线。
[0099]在步骤203中，该图像处理装置对该多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，该边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段。
[0100]该图像处理装置可以对该多条第一候选边缘线进行延伸，即将该多条第一候选边缘线沿着各自指向的方向延长两端，直至延长至图像的边缘为止，则多条第一候选边缘线的直线相互交叉，形成边缘线网格，该边缘线网格中包括多条直线，且每条直线又被其他的直线分割成多条线段。
[0101]在步骤204中，对于该边缘线网格中的每条线段，该图像处理装置根据该线段的像素值以及在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值，确定该线段的特征值。
[0102]对于该边缘线网格中的每条线段来说，当在该边缘图像中与该线段相同的位置也包括线段时，表示该线段很可能在该目标物边缘线上，而在该边缘图像中与该线段相同的位置不包括线段时，表示该线段可能不在该目标物的边缘线上。而对于该边缘线网格中的每条直线来说，该直线的多条线段中，可能在该目标物的边缘线上的线段越多，该直线是该目标物的边缘线的可能性越高，而可能在该目标物的边缘线上的线段越少，该直线是该目标物的边缘线的可能性越低。
[0103]基于上述特点，对于该边缘线网格中的每条直线，该图像处理装置可以根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值。
[0104]对于该边缘线网格中的每条线段，该图像处理装置可以获取该线段的像素值，以及在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值，根据该线段的像素值以及在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值，确定该线段的特征值。该图像处理装置可以判断该线段的像素值与该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值是否相同，如果相同，该图像处理装置将该线段的特征值确定为第一预设特征值，如果不同，该图像处理装置将该线段的特征值确定为第二预设特征值，该第二预设特征值小于该第一预设特征值。其中，该第一预设特征值和该第二预设特征值可以由该图像处理装置预先确定，该第一预设特征值可以为1，该第二预设特征值可以为0，本实施例对此不做限定。
[0105]以该边缘图像为二值化图像为例，该边缘线网格中每条线段的像素值均为1，对于该边缘线网格中的每条线段来说，当该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值为1时，确定该线段的特征值为1，当该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值为0时，确定该线段的特征值为0。
[0106]实际应用时，将对该多条第一候选边缘线进行延伸后得到的图像作为第一指定图像，则该图像处理装置可以对该边缘图像和该第一指定图像进行与运算，得到第二指定图像，该第二指定图像中包括像素值为1的线段以及像素值为0的线段，对于该第二指定图像中像素值为1的线段来说，表示在该边缘图像和该第一指定图像中，与该线段所处位置相同的位置也包括线段，则将该第一指定图像中与该线段处于相同位置的线段的特征值确定为该第一预设特征值。对于该第二指定图像中像素值为0的线段来说，表示在该边缘图像或者该第一指定图像中，与该线段所处位置相同的位置不包括线段，则将该第一指定图像中与该线段处于相同位置的线段的特征值确定为该第二预设特征值。
[0107]另外，如果该图像处理装置对该边缘图像进行膨胀后再对该多条第一候选边缘线进行延伸，则可以将该膨胀后的图像与该第一指定图像进行与运算即可，在此不再赘述。
[0108]在步骤205中，对于该边缘线网格中的每条直线，该图像处理装置根据该直线上每条线段的特征值，计算该直线的特征值。
[0109]对于该边缘线网格中的每条直线，当该图像处理装置确定了该直线上每条线段的特征值时，可以对该多条线段的特征值进行统计，得到该直线的特征值。
[0110]该图像处理装置可以将该直线上每条线段的特征值之和作为该直线的特征值；或者，将该直线上每条线段的特征值的平均值作为该直线的特征值；或者，将该直线上每条线段的特征值的方差作为该直线的特征值，或者将该直线上每条线段的特征值的其他统计值作为该直线的特征值，本实施例对此不做限定。
[0111]在步骤206中，当该直线的特征值大于预设阈值时，该图像处理装置将该直线确定为该目标物的边缘线。
[0112]对于该边缘线网格中的每条直线来说，当该直线的特征值越大时，表示该直线上可能在该目标物的边缘线上的线段越多，该直线是该目标物的边缘线的可能性越高，当该直线的特征值越小时，表示该直线上可能是该目标物的边缘线上的线段越多，该直线是该目标物的边缘线的可能性越低。为此，该图像处理装置可以预先确定预设阈值，对于每条直线来说，当该直线的特征值大于该预设阈值时，可以认为该直线是该目标物的边缘线，则该图像处理装置将该直线确定为该目标物的边缘线。而当该直线的特征值不大于该预设阈值时，可以认为该直线不是该目标物的边缘线，则该图像处理装置将该直线过滤掉。
[0113]其中，该预设阈值可以由该图像处理装置预先根据该第一预设特征值、该第二预设特征值和直线上每条线段的特征值的统计值类型确定，本实施例对此不做限定。
[0114]在步骤207中，对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当该两条边缘线的角度相同，且该两条边缘线之间的距离小于预设距离时，该图像处理装置将该两条边缘线合并。
[0115]在实际应用中，该边缘图像中在该目标物的同一边缘线上的多条线段可能会由于存在波动、歪曲等原因，而被延伸成了该边缘线网格中的两条直线，使得最终相应确定了两条边缘线。为了防止边缘线的重复确定，当该图像处理装置已确定该目标物的多条边缘线时，对于该多条边缘线中的每两条边缘线，该图像处理装置可以判断该两条边缘线的角度是否相同，如果该两条边缘线的角度相同，该图像处理装置计算该两条边缘线之间的距离，判断该距离是否小于预设距离，当该距离小于该预设距离时，表示该两条边缘线为同一边缘线，则将该两条边缘线合并。该图像处理装置可以将该两条边缘线中的其中一条删除，将剩余的一条作为该目标物的边缘线，也可以在该两条边缘线中间位置生成一条与该两条边缘线平行的边缘线，将该两条边缘线删除，将新生成的边缘线作为该目标物的边缘线，本实施例对该图像处理装置合并的方式不做限定。
[0116]图3A是根据一示例性实施例示出的目标物图像示意图，该图像处理装置可以根据该图3A进行边缘提取，得到图3B所示的边缘图像。参见图3B，该边缘图像中包括多条细小、弯曲的线段，这些线段分散地分布在该边缘图像中，该图像处理装置可以应用本实施例提供的方法，对该图3B进行处理，得到图3C所示的图像。参见图3C，该图像中包括多条清晰的直线，该多条直线构成了完成封闭的轮廓。
[0117]当该图像处理装置应用本实施例提供的方法，得到该目标物的清晰边缘线时，可以将包括该清晰边缘线的图像保存在数据库中，以便于后续过程中根据该图像中的目标物的边缘线，进行三维模型重建。例如，该目标物为建筑物时，根据包含该建筑物边缘线的图像，可以建立该建筑物的三维模型，该三维模型可以用于生成城市三维地图，或者用于辅助该建筑物上的通信设施布置，或者用于建筑工程教学等，本实施例对此不做限定。
[0118]本实施例提供的方法中，当提取到目标物的多条候选边缘线时，从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线，延伸后得到边缘线网格，对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值，当该直线的特征值大于预设阈值时，将该直线确定为该目标物的边缘线。通过对候选边缘线进行过滤和延伸，将该边缘线网格中的线段与原边缘图像中的线段进行比较，从中确定该目标物的多个边缘线，提高了边缘提取的准确率，且确定的多个边缘线可以构成封闭的轮廓，当根据该多个边缘线进行三维模型重建时，可以提高重建效果。
[0119]图4A是根据一示例性实施例示出的一种边缘提取装置的框图，参见图4A，该装置包括图像获取模块401，提取模块402，延伸模块403，特征值计算模块404和边缘线确定模块 405。
[0120]图像获取模块401被配置为用于获取目标物的边缘图像，该边缘图像中包括该目标物提取到的多条候选边缘线；
[0121]提取模块402被配置为用于从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线；
[0122]延伸模块403被配置为用于对该多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，该边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段；
[0123]特征值计算模块404被配置为用于对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值；
[0124]边缘线确定模块405被配置为用于当该直线的特征值大于预设阈值时，将该直线确定为该目标物的边缘线。
[0125]本实施例提供的装置中，当提取到目标物的多条候选边缘线时，从该多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线，延伸后得到边缘线网格，对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的像素值，以及在该边缘图像中与该直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算该直线的特征值，当该直线的特征值大于预设阈值时，将该直线确定为该目标物的边缘线。通过对候选边缘线进行过滤和延伸，将该边缘线网格中的线段与原边缘图像中的线段进行比较，从中确定该目标物的多个边缘线，提高了边缘提取的准确率，且确定的多个边缘线可以构成封闭的轮廓，当根据该多个边缘线进行三维模型重建时，可以提高重建效果。
[0126]在另一实施例中，该提取模块402被配置为用于从该多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，从该多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，从该多条候选边缘线中，提取长度属于该预设长度范围且角度属于该预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
[0127]在另一实施例中，该特征值计算模块404被配置为用于对于该边缘线网格中的每条线段，根据该线段的像素值以及在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值，确定该线段的特征值；对于该边缘线网格中的每条直线，根据该直线上每条线段的特征值，计算该直线的特征值。
[0128]在另一实施例中，该特征值计算模块404被配置为用于当该线段的像素值与在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将该线段的特征值确定为第一预设特征值；或者，当该线段的像素值与在该边缘图像中与该线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将该线段的特征值确定为第二预设特征值。
[0129]在另一实施例中，该特征值计算模块404被配置为用于将该直线上每条线段的特征值之和作为该直线的特征值；或者，将该直线上每条线段的特征值的平均值作为该直线的特征值；或者，将该直线上每条线段的特征值的方差作为该直线的特征值。
[0130]参见图4B，在另一实施例中，该装置还包括:
[0131]合并模块406被配置为用于对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当该两条边缘线的角度相同，且该两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将该两条边缘线合并。
[0132]关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0133]需要说明的是:上述实施例提供的边缘提取装置在提取边缘时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将图像处理装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的边缘提取装置与边缘提取方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
[0134]图5是根据一示例性实施例示出的一种用于边缘提取的装置500的框图。例如，装置500可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
[0135]参照图5，装置500可以包括以下一个或多个组件:处理组件502，存储器504，电源组件506，多媒体组件508，音频组件510，输入/输出(I/O)的接口 512，传感器组件514，以及通信组件516。
[0136]处理组件502通常控制装置500的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理元件502可以包括一个或多个处理器520来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件502可以包括一个或多个模块，便于处理组件502和其他组件之间的交互。例如，处理部件502可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件508和处理组件502之间的交互。
[0137]存储器504被配置为存储各种类型的数据以支持在设备500的操作。这些数据的示例包括用于在装置500上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器504可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0138]电力组件506为装置500的各种组件提供电力。电力组件506可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置500生成、管理和分配电力相关联的组件。
[0139]多媒体组件508包括在所述装置500和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件508包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备500处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
[0140]音频组件510被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件510包括一个麦克风(MIC)，当装置500处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器504或经由通信组件516发送。在一些实施例中，音频组件510还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
[0141]I/0接口 512为处理组件502和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于:主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
[0142]传感器组件514包括一个或多个传感器，用于为装置500提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件514可以检测到设备500的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置500的显示器和小键盘，传感器组件514还可以检测装置500或装置500一个组件的位置改变，用户与装置500接触的存在或不存在，装置500方位或加速/减速和装置500的温度变化。传感器组件514可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件514还可以包括光传感器，如CMOS或(XD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件514还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
[0143]通信组件516被配置为便于装置500和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置500可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信部件516经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信部件516还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
[0144]在示例性实施例中，装置500可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSH))、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
[0145]在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器504，上述指令可由装置500的处理器520执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是R0M、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
[0146]—种非临时性计算机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由图像处理装置的处理器执行时，使得图像处理装置能够执行一种边缘提取方法，所述方法包括:
[0147]获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线；
[0148]从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线；
[0149]对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段；
[0150]对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值；
[0151]当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
[0152]在另一实施例中，所述从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线包括:
[0153]从所述多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，
[0154]从所述多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，
[0155]从所述多条候选边缘线中，提取长度属于所述预设长度范围且角度属于所述预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
[0156]在另一实施例中，所述对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值包括:
[0157]对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值；
[0158]对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值。
[0159]在另一实施例中，所述对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值包括:
[0160]当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将所述线段的特征值确定为第一预设特征值；或者，
[0161]当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将所述线段的特征值确定为第二预设特征值。
[0162]在另一实施例中，所述对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值包括:
[0163]将所述直线上每条线段的特征值之和作为所述直线的特征值；或者，
[0164]将所述直线上每条线段的特征值的平均值作为所述直线的特征值；或者，
[0165]将所述直线上每条线段的特征值的方差作为所述直线的特征值。
[0166]在另一实施例中，所述方法还包括:
[0167]对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当所述两条边缘线的角度相同，且所述两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将所述两条边缘线合并。
[0168]本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本【技术领域】中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
[0169]应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
【权利要求】
1.一种边缘提取方法，其特征在于，所述方法包括: 获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线； 从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线； 对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段； 对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值； 当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线包括: 从所述多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者， 从所述多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者， 从所述多条候选边缘线中，提取长度属于所述预设长度范围且角度属于所述预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值包括: 对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值； 对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值包括: 当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将所述线段的特征值确定为第一预设特征值；或者， 当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将所述线段的特征值确定为第二预设特征值。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值包括: 将所述直线上每条线段的特征值之和作为所述直线的特征值；或者， 将所述直线上每条线段的特征值的平均值作为所述直线的特征值；或者， 将所述直线上每条线段的特征值的方差作为所述直线的特征值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当所述两条边缘线的角度相同，且所述两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将所述两条边缘线合并。
7.—种边缘提取装置，其特征在于，所述装置包括: 图像获取模块，用于获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线； 提取模块，用于从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线； 延伸模块，用于对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段； 特征值计算模块，用于对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值； 边缘线确定模块，用于当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述提取模块用于从所述多条候选边缘线中，提取长度属于预设长度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，从所述多条候选边缘线中，提取角度属于预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线；或者，从所述多条候选边缘线中，提取长度属于所述预设长度范围且角度属于所述预设角度范围的候选边缘线，作为第一候选边缘线。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述特征值计算模块用于对于所述边缘线网格中的每条线段，根据所述线段的像素值以及在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值，确定所述线段的特征值；对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的特征值，计算所述直线的特征值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述特征值计算模块用于当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值相同时，将所述线段的特征值确定为第一预设特征值；或者，当所述线段的像素值与在所述边缘图像中与所述线段处于相同位置的线段的像素值不同时，将所述线段的特征值确定为第二预设特征值。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述特征值计算模块用于将所述直线上每条线段的特征值之和作为所述直线的特征值；或者，将所述直线上每条线段的特征值的平均值作为所述直线的特征值；或者，将所述直线上每条线段的特征值的方差作为所述直线的特征值。
12.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 合并模块，用于对于已确定的多条边缘线中的每两条边缘线，当所述两条边缘线的角度相同，且所述两条边缘线之间的距离小于预设距离时，将所述两条边缘线合并。
13.—种边缘提取装置，其特征在于，包括: 处理器； 用于存储处理器可执行指令的存储器； 其中，所述处理器被配置为: 获取目标物的边缘图像，所述边缘图像中包括所述目标物提取到的多条候选边缘线； 从所述多条候选边缘线中，提取多条符合预设条件的第一候选边缘线； 对所述多条第一候选边缘线进行延伸，得到边缘线网格，所述边缘线网格中包括多条直线，每条直线包括多条线段； 对于所述边缘线网格中的每条直线，根据所述直线上每条线段的像素值，以及在所述边缘图像中与所述直线上每条线段处于相同位置的线段的像素值，计算所述直线的特征值； 当所述直线的特征值大于预设阈值时，将所述直线确定为所述目标物的边缘线。
【文档编号】G06T7/00GK104504684SQ201410724960
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】龙飞, 陈志军, 张涛 申请人:小米科技有限责任公司