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基于数字图像的直线检测技术研究 第5页

更新时间:2011-12-10:  来源:毕业论文
Hough变换最初只用于从图像中识别图形边界,经过几十年的发展,Hough变换现在已经用于各个方面的图像处理,包括办公文档图像处理、多普勒-时间图像处理、航空图像自动判断等。随着科学技术的发展,Hough变换在军事和民用领域将会得到广泛的应用。1994年,Carlson等人将Hough变换法应用到搜索雷达中检测直线运动或近似直线运动的低可观测目标。1996年,JiChen等人将Hough变换法应用于航迹起始中。除此之外,在国防科技领域,Hough变换还广泛用于低可观测信号检测、声纳信号处理、雷达目标跟踪、ESM目标跟踪、红外目标跟踪、多传感器多目标跟踪、多传感器信息融合等方面。
Hough变换在计算机视觉、军事防御、办公自动化等领域都得到了普遍的关注和广泛的应用。Hough变换1962年由Paul Hough提出,并在美国作为专利。它所实现的是一种从图像空间到参数空间的映射关系。Hough变换的实质是将图像空间内具有一定关系的象元进行聚类,寻找能把这些象元用某一解析形式联系起来的参数空间累积对应点。论文网http://www.751com.cn/
经过几十年的发展,Hough变换现在已经用于各个方面的图像处理,包括SAR/ISAR图像处理、办公文档图像处理、多普勒-时间图像处理、航空图像自动判读等。随着科学技术的发展,Hough变换在军事和民用领域得到了广泛的应用。比如在国防科技领域,Hough变换被用于低可观测信号检测、声纳信号处理、雷达目标跟踪、ESM目标跟踪、红外目标跟踪、多传感器多目标跟踪、多传感器信息融合等方面。在民用领域,Hough变换在水声目标形状分析、人脸图像识别、地下目标检测、车辆识别、目标平移和旋转运动分析等方面发挥着巨大的作用。总之,Hough变换的作用已被世界各国所认识,显示出了巨大的应用价值和重要的应用前景 。
2.5 Hough变换研究存在的问题和解决方法 原文请加辣.文^论,文'网QQ324,9114
(1)解决计算量大的问题
为了解决参数空间文数过高,计算量大的问题,几十年来,人们一直在致力于这方面的研究,以期对Hough变换方法进行多种修正和改进。例如可以利用图像的梯度方向信息;运用随机Hough变换的思想,用一个图像空间点集的一个有限子集来代替该点集;利用级联或分层迭代的方法等等,进行变换后同样可以得到很好的结果。在实现过程,还可以将整个Hough变换分为几步,这样就可以将每一步的输出放在一个一文累加器中,根据需要加入新的判别信息,且每一步都可以选择待研究曲线最适合的特性。将变换结果和原图像联系起来,选择Hough变换直方图中的峰值点。只有这些峰值点才能进行下一步的Hough变换。这样也能大大减少操作步骤,并加强了峰值点,同时避免了在多文空间中搜寻目标的困难。
(2)测量数据的预处理
为了降低数据处理负担,可以利用固定杂波在数据图像平面上具有的特点剔除固定杂波。在斜距-时间平面上,固定杂波或慢速运动目标呈现为跟斜距坐标平行的直线,而需要关心的具有正常运动速度的目标在该平面上呈现为具有一定斜率的直线。利用上述特点,可以对测量数据进行预处理,剔除掉这些特殊杂波。
(3)参数空间离散化
在实际应用中,由于测量噪声的影响,使图像空间上的一条直线在映射到参数空间后不能相交于一点,因此,要对 平面进行分割,以通过直方图的方法进行检测。具体方法是,将 平面离散分割成若干个小方格,通过检测3D直方图中的峰值判断公共的交点。当X-Y平面上存在有可连成直线的若干点时,这些点就会聚集在 平面相应的方格内。经过多次扫描之后,对于直线运动的目标,在摸一个特定单元中的点的数量会得到积累。
(4)门限的选择
Hough变换的信号检测性能与第一门限和第二门限有关。当第一门限设置比较低时,会有很多的噪声点通过第一门限,此时第二门限的设置应该比较高,这样才能有效地剔除由于噪声点产生的峰值。当第一门限设置比较高时,大多数噪声点均能被排除掉,此时第二门限的设置就不能太高,如果太高的话,将很可能检测不到目标的峰值。第一门限可以通过数据平面上每一个方格中的信号强度来得到。在雷达信号检测中,可以通过斜距-时间平面上每一个方格中的虚警概率得到第一门限。通过第一门限的点可以经Hough变换法转换到参数空间,在参数空间中设置第二门限。
(5)平均虚警概率
在雷达信号检测性能的分析中,针对单个单元确知目标而言,虚警概率采用了平均虚警概率,即将整个可达Hough空间的虚警概率除以可达Hough单元总数。但在实际应用中,不知道目标具体在哪一个Hough单元,也不知道目标的数目,因此实际的虚警概率应该采用整个可达Hough参数空间的积累虚警概率。而当实际的虚警概率相当高的时候,仿真所需要的次数太大以至于实现起来很困难。为了降低实际检测中的虚警概率,可以采用下列方法:集束算法;基于逻辑的监测方法;数据融合的方法等。
2.6 用Hough变换进行直线检测原文请加辣.文^论,文'网QQ32.49114
    要实现数字图像的直线检测,对图像进行预处理是必不可少的。而进行图像处理的第一步就是要进行图像读取。而由于Hough变换主要是对二值图像进行直线检测,所以当读取图像之后,我们要对图像进行图像灰度与二值化处理。若是对整幅图像进行Hough变换,会减慢Hough变换的速度,所以为了提高Hough变换的计算速度,使参加Hough变换的点不是整幅图像的每个像素,我们还要需要采用边缘检测,即从图像平面中提取边缘点或特征点,由这些特征点参加之后的Hough变换。
2.6.1 图像读取论文网http://www.751com.cn/
图像处理的第一步就是对所采集的图像进行读入,本次研究采集的图像是24位真彩色的JPG格式的图像。真彩色图像可用双精度存储,亮度值范围是[0,1];比较符合习惯的存储方法是用无符号整型存储,亮度值范围[0,255]。
MATLAB中图形图像文件的读取利用函数imread()完成。

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