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1、XX 学院 2011 届本科生毕业设计I基于数字图像的直线检测技术研究摘 要直线检测是图像处理中十分重要的内容之一，是图像分割的基础，在道路识别，建筑物识别，医学图像分析等领域都有十分重要的应用。在图像处理领域，直线特征经常被用作高层处理，如立体匹配、目标跟踪、物体识别等，所以直线检测和分析对于数字图像处理有着重要的意义。直线,特别是线段,有简单的几何特性,用它们描述目标的边缘特征可以方便对规则的物体进行分类,进而可以提高后续图像处理的效率。尽管有相当多的研究者投入了大量的精力在直线检测方面做了很多工作，也研究出了不少算法，如链码检测，DOG 函数，最小二乘法，radon 变换等，但是目前直线
2、检测最成熟、应用最广泛的算法仍然是 Hough 变换。Hough 变换是 Paul Hough 在 1962 年提出的,此后很多人对经典 Hough 变换算法进行了改进,使得 Hough 变换的得到了更好的运用。而利用 Hough 变换鲁棒性好，提取稳定，精度高，抗噪性强等优点来检测图像的直线特征,不但可以识别简单背景中的规则几何图形,还可以检测复杂背景中真实目标的直线特征。所以本课题就采用 Hough 变换对图像进行直线检测。关键词：关键词：Hough 变换 直线检测 图像处理 XX 学院 2011 届本科生毕业设计IIResearch based on digital image of l
3、ine detection technologyABSTRACTLine detection is the basis of the image segmentation, and also is one of the most important parts of image processing. It has many important applications on road identification, building recognition, medical image analysis. In the image processing field,line features
4、 are often used as a high-level processing,such as stereo matching, target tracking, object recognition. So the line detection and analysis for digital image processing have an important significance. Straight line, especially segment, has simple geometric properties. Using them to describe the edge
5、 characteristics of target can be easy to classify regular objects,and improve the efficiency of subsequent image processing. While a number of researchers were devoted to work in the study of line detection,and also developed a number of algorithms, such as chain code detection,DOG function, least
6、squares method, radon transform and so on, but the most mature and most widely used method is still the Hough transform at present. Hough transform was proposed by Paul Hough in 1962, after that, classical Hough transform had been improved by many people.It maks the Hough transform get a better use.
7、 Hough transform has many advantages that the robustness is good, the extraction is stable, the precision is high, the anti-chirp nature is strong. Therefore,it not only can recognize simple regular geometric graph in the background, but also can detect the real target of straight line features in c
8、omplex background. So this article does the line detection for the image with the Hough transform.Key words：Hough transform line detection Image processing XX 学院 2011 届本科生毕业设计III目 录 摘 要.IABSTRACT.II1 绪论.11.1 课题的背景 .11.2 数字图像处理概述 .11.3 数字图像处理的应用领域 .21.4 图像检测技术发展历史及现状 .31.5 HOUGH变换简介 .41.6 课题的研究内容 .42
9、 HOUGH 变换 .52.1 HOUGH变换原理 .52.2 HOUGH变换实现方法 .52.3 HOUGH变换的推导 .62.4 HOUGH变换研究现状 .102.5 HOUGH变换研究存在的问题和解决方法 .102.6 用 HOUGH变换进行直线检测 .122.6.1 图像读取 .122.6.2 图像灰度与二值化处理 .122.6.3 边缘检测 .12XX 学院 2011 届本科生毕业设计IV2.6.4 Hough 变换直线检测.142.6.5 实验流程图 .152.6.6 实验中存在的问题 .153 实验工具介绍.173.1 MATLAB 工具介绍 .173.1.1 MATLAB 特点
10、.173.1.2 MATLAB 的优势.173.2 MATLAB 函数介绍 .184 实验结果分析.194.1 结果分析一 .194.2 结果分析二 .23参考文献.27论文研究成果.29附 录.30谢 辞.3311 绪论1.1 课题的背景人工图像和卫星影像中，比如：光学干涉图像和军事驻地图像，大多数物体都是由直线组成的，所以，在图像处理中，对直线的识别和定位就显得十分重要。同时，工程上经常要进行直线检测或拟合，对直线物体或图标进行模式识别和定位是一个常见的问题。所以寻求一种快速的直线检测方法非常重要。Hough 变换是一种用来在边缘增强处理后的图像中，提取边缘特征的简便而有效的方法，它能够提
11、取直线、圆、椭圆、二次曲线甚至是任意形状的边缘。而且 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。其基本思想是将原图像变换到参数空间，用大多数边界点满足某种参数形式来描述图像中的线，通过设置累加器进行累积，求得峰值对应的点所需要的信息。Hough 变换以其对局部缺损的不敏感、对随机噪声的鲁棒性以及适于并行处理等优良特性,备受图像处理、模式识别和计算机视觉领域学者的青睐。Hough 变换的突出优点就是可以将图像中较为困难的全局检测问题转换为参数空间中相对容易解决的局部峰值检测问题。本文采取 Hough 变换实现图像的直线检测。1.2 数字图像处理概述图像就是用各种观测系统以不同形式和手段观测客观世界而获得的，可以直接或间接作用于人眼而产生视知觉的实体。科学研究和统计表明，人类从外界获得的信息约有75%来自于视觉系统，也就是说，人类大部分信息都是从图像中获得的。图像处理是人类视觉延伸的重要手段，可以使人们看到任意波长上所测得的图像。例如
