基于Hough变换的椭圆检测方法、系统和虫卵识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及图像处理领域，尤其是涉及一种基于Hough变换的椭圆检测方法、系 统和虫卵识别方法。
【背景技术】
[0002] 在复杂图像中如何快速而准确地检测椭圆目标一直是研宄者们努力探索的一个 重要问题。这在生物医学显微图像、工业自动化检测、机器人视觉、空间技术和军事防御等 领域有重要的应用。Hough变换是曲线检测最有效的方法之一，于1962年由PaulHough提 出，并在美国作为专利被发表。
[0003] 现有的一种新的基于弦中点的Hough变换（CMHT)检测方法，利用椭圆上所有点的 内切椭圆必经过椭圆中心的性质，先对图像边缘点进行累积求得椭圆中心，再利用椭圆方 程计算椭圆另外三个参数。但此方法在处理背景复杂图像时，会出现检测的虚假椭圆过多 的缺点。
【发明内容】
[0004] 基于此，有必要提供一种降低误检率的基于Hough变换的椭圆检测方法、系统和 虫卵识别方法。
[0005] 一种基于Hough变换的椭圆检测方法，包括以下步骤：
[0006] 获取图像；
[0007] 使用边缘检测方法对获取的图像进行边缘检测，得到二值图像；
[0008] 对二值图像进行Hough变换，得到候选椭圆中心；
[0009] 根据候选椭圆的中心的坐标和椭圆的参数方程，进行Hough变换得到候选椭圆的 参数；
[0010] 判断根据候选椭圆的参数和候选椭圆中心得到的候选椭圆是否为真椭圆；
[0011] 若判定候选椭圆为真椭圆，则定位真椭圆。
[0012] 在其中一种实施方式中，判断候选椭圆是否为真椭圆的步骤包括：
[0013] 以候选椭圆的中心选取方形区域D ;
[0014] 在方形区域D中计算获取的原图像中落在候选椭圆上的实际边缘点的数目&和 组成候选椭圆的边缘点数目N2;
[0015] 判断&与N2的比值是否大于阈值I;
【主权项】
1. 一种基于Hough变换的椭圆检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 获取图像； 使用边缘检测方法对获取的图像进行边缘检测，得到二值图像； 对所述二值图像进行Hough变换，得到候选椭圆中心； 根据所述候选椭圆的中心的坐标和椭圆的参数方程，进行Hough变换得到候选椭圆的 参数； 判断根据所述候选椭圆的参数和所述候选椭圆中心得到的候选椭圆是否为真椭圆； 若判定所述候选椭圆为真椭圆，则定位所述真椭圆。
2. 根据权利要求1所述的基于Hough变换的椭圆检测方法，其特征在于，所述判断所述 候选椭圆是否为真椭圆的步骤包括： 以候选椭圆的中心选取方形区域D; 在方形区域D中计算获取的原图像中落在所述候选椭圆上的实际边缘点的数目&和 组成候选椭圆的边缘点数目N2; 判断&与N2的比值是否大于阈值I; 若#>1，则判定候选椭圆为真椭圆； 其中，判断任意点P(x,y)是否落在候选椭圆上的判断公式：
其中，D= {(X, y) | | x-x。| 彡a+2 且 |y-y。| 彡b+2}，P(X, y)GD，所述T为常数。
3. 根据权利要求1所述的基于Hough变换的椭圆检测方法，其特征在于，对所述二值图 像进行Hough变换，得到候选椭圆中心的步骤具体包括： 建立参数空间，对所述二值图像的每一特征点，扫描其余特征点，计算该特征点与其余 特征点之间的中点坐标，并对相应的参数空间进行投票； 扫描每一参数空间任意非零点P，以该点为中心，边长为2a的方形块为局部区域R，在 局部区域R中寻找极大值；其中，a为椭圆长轴半轴长； 遍历参数空间所有点之后，将每个局部区域的极大值对应的点作为候选椭圆中心。
4. 根据权利要求3所述的基于Hough变换的椭圆检测方法，其特征在于，在局部区域R 中寻找极大值的步骤具体为： 令P点的值为初始极大值Rmax; 遍历区域R，若其中一点统计值R(x,y) <Rmax，则令该点统计值R(x,y) = 0 ; 若其中一点统计值R(x，y) >Rmax，则以该点统计值为新的极大值Rmax，并将原极大值点设为零，即令1?_￡=1?(叉，7)，？(叉，7)=0。
5. 根据权利要求4所述的基于Hough变换的椭圆检测方法，其特征在于，在所述遍历参 数空间所有点之后，将每个局部区域的极大值对应的点作为候选椭圆中心步骤之后，还包 括： 修正所述候选椭圆中心； 具体的修正步骤包括： 对原参数空间的每一个侯选椭圆中心〇i，在其区域R中寻找统计值大于阈值的m个点 组成点集S，S满足{Sj|SjGR且S」(X，y) >X? 〇(x，y)}(j=l，2,3，...，m);其中，所述 入为比例系数，0彡人彡1 ; 计算点集S的中心坐标，点集S的中心坐标0'即为椭圆中心的修正值；计算点集S的 中心坐标的公式为：
其中，m为大于零的正整数。
6.根据权利要求5所述的基于Hough变换的椭圆检测方法，其特征在于，所述根据所述 候选椭圆的中心的坐标和椭圆的参数方程，进行Hough变换得到椭圆的参数的步骤具体包 括： 将关于所述中心点〇i对称的边缘点进行采样存入数组八中； 将中心点坐标〇i(X(l，yj代入椭圆的参数方程中，从数组\中取出数据在三维空间中结 合参数方程并采用Hough变换对a，b，0进行量化投票统计，计算出参数空间最大值对应的 3个参数即为候选椭圆的a，b，0 ; 椭圆的参数方程为：
获取模块，用于获取图像； 边缘检测模块，用于使用边缘检测方法对获取的图像进行边缘检测，得到二值图像； 第一计算模块，用于对所述二值图像进行Hough变换，得到候选椭圆中心； 第二计算模块，用于根据所述候选椭圆的中心的坐标和椭圆的参数方程，进行Hough变换得到候选椭圆的参数； 判断模块，用于判断根据所述候选椭圆的参数和所述候选椭圆中心得到的候选椭圆是 否为真椭圆； 定位模块，用于在判断模块判定所述候选椭圆为真椭圆时，定位所述真椭圆。
8.根据权利要求7所述的基于Hough变换的椭圆检测系统，其特征在于，所述判断模块 包括： 区域选择单元，用于以候选椭圆的中心选取方形区域D; 第一计算单元，用于在方形区域D中计算获取的原图像中落在所述候选椭圆上的实际 边缘点的数目&和组成候选椭圆的边缘点数目N2; 第一判断单元，用于判断&与\的比值是否大于阈值1，若|>/，则判定候选椭圆为 真椭圆； 其中，判断任意点P(x,y)是否落在椭圆上的判断公式：
其中，D= {(x,y) | |x-x。| 彡a+2 且 |y-y。| 彡b+2}，P(x,y)GD，所述T为常数。
9. 根据权利要求7所述的基于Hough变换的椭圆检测系统，其特征在于， 所述第一计算模块包括： 第二计算单元，用于建立参数空间，对所述二值图像的每一特征点，扫描其余特征点， 计算该特征点与其余特征点之间的中点坐标，并对相应的参数空间进行投票； 第三计算单元，用于扫描每一参数空间任意非零点P，以该点为中心，边长为2a的方形 块为局部区域R，在局部区域R中寻找极大值；其中，a为椭圆长轴半轴长； 第一处理单元，用于遍历参数空间所有点之后，将每个局部区域的极大值对应的点作 为候选椭圆中心。
10. -种粪便图像中的虫卵识别方法，其特征在于，利用所述权利要求1至6任一项所 述基于Hough变换的椭圆检测方法对虫卵进行识别。
【专利摘要】本发明涉及一种基于Hough变换的椭圆检测方法和系统，该方法包括以下步骤：获取图像；使用边缘检测方法对获取的图像进行边缘检测，得到二值图像；对所述二值图像进行Hough变换，得到候选椭圆中心；根据所述候选椭圆的中心的坐标和椭圆的参数方程，进行Hough变换得到候选椭圆的参数；判断根据所述候选椭圆的参数和所述候选椭圆中心得到的候选椭圆是否为真椭圆；若判定所述候选椭圆为真椭圆，则定位所述真椭圆。上述基于Hough变换的椭圆检测方法，通过使判断得到的候选椭圆是否为真椭圆，并定位该真椭圆。该方法通过对得到的候选椭圆进行真假判断，剔除虚假椭圆，从而降低误检率，提高了椭圆检测的精确度，有效的定位椭圆。
【IPC分类】G06T7-00, G06K9-46
【公开号】CN104700420
【申请号】CN201510137813
【发明人】丁建文, 梁光明, 陆路
【申请人】爱威科技股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年3月26日