專利名稱：：一種圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及圖像處理中廣泛存在的角點(diǎn)的檢測(cè)方法，可應(yīng)用于光流計(jì)算、目標(biāo)識(shí)別、跟蹤、運(yùn)動(dòng)估計(jì)和三維重構(gòu)等涉及角點(diǎn)應(yīng)用的計(jì)算機(jī)視覺場(chǎng)合。
背景技術(shù)：
：角點(diǎn)是圖像的一個(gè)重要特征，具有旋轉(zhuǎn)不變、不隨光照條件改變而明顯變化的魯棒性識(shí)別條件，被廣泛應(yīng)用于光流計(jì)算、目標(biāo)跟蹤、運(yùn)動(dòng)估計(jì)和三維重構(gòu)等場(chǎng)合。關(guān)于角點(diǎn)的定義，目前比較統(tǒng)一的說(shuō)法是局部曲率最大的邊緣點(diǎn)。一般的圖像都包含大量的角點(diǎn)，有關(guān)方法的研究具有很強(qiáng)的通用性。大量學(xué)者開展過(guò)該特征檢測(cè)方法的研究，比較經(jīng)典而相對(duì)簡(jiǎn)單的方法有MIC方法，SUSAN方法，Harris方法等，目前使用最多的是Harris與SUSAN。學(xué)者Harris提出著名的plessey算子，該算法的突出優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易實(shí)施，穩(wěn)定性好，目前被廣泛使用。缺點(diǎn)是定位精度不理想，尤其在"T"，"X"，"Y"類型的角點(diǎn)處；也容易丟失梯度不顯著、或者大鈍角模糊型的角點(diǎn)，另外計(jì)算時(shí)間比較長(zhǎng)。1997年，Smith首次提出了USAN的概念，并基于此設(shè)計(jì)了SUSAN的角點(diǎn)檢測(cè)方法，其最大優(yōu)點(diǎn)是方法十分簡(jiǎn)單，具有積分特性，抗噪性能良好，定位精度不受角點(diǎn)類型的影響；缺點(diǎn)是由于實(shí)際圖像存在大量模糊性邊緣，容易產(chǎn)生偽響應(yīng)或者易丟失真實(shí)角點(diǎn)，導(dǎo)致實(shí)際圖像的檢測(cè)率一般不及Harris算法，此外積分過(guò)程也導(dǎo)致耗時(shí)較多。MiroslavTrajkovic應(yīng)快速要求提出了MIC算法。該算法有可能是目前灰度圖像處理中最快的角點(diǎn)檢測(cè)方法。令人遺憾的是該方法雖然簡(jiǎn)單，卻易產(chǎn)生偽響應(yīng)，尤其在斜直邊緣或者模糊性邊緣處；檢測(cè)水平一般，對(duì)噪聲也相當(dāng)敏感。不過(guò)它的快速性思想?yún)s得到了很好的推廣，納入其它算法中可以加快速度。這些經(jīng)典方法的主要問(wèn)題是檢測(cè)執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng)，準(zhǔn)確性水平不高；執(zhí)行時(shí)間短的方法偽響應(yīng)較多，檢測(cè)性能比較差。故而設(shè)計(jì)一種檢測(cè)水平高且執(zhí)行時(shí)間又短的方法顯得十分必要，尤其對(duì)于實(shí)時(shí)的計(jì)算機(jī)視覺應(yīng)用場(chǎng)合更具價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種檢測(cè)速度快、準(zhǔn)確率高的圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)—種圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法，步驟如下步驟1初始過(guò)濾分別以每個(gè)像素為核并以此核的中心為圓心，以8個(gè)像素單位為直徑，做假想的第一類圓掩模，在該第一類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核中心的假想直線并將這些假想直線稱為第一類搜索線，以關(guān)于核中心對(duì)稱的圓掩模邊界上的成對(duì)像素點(diǎn)為檢驗(yàn)點(diǎn)，如果在所述第一類圓掩模內(nèi)的同值收縮核USAN的以外區(qū)域能夠找到作為檢驗(yàn)點(diǎn)的成對(duì)像素點(diǎn)，則過(guò)所述成對(duì)像素點(diǎn)的第一類搜索線為第一類非穿越線，核中心落在第一類非穿越線上的核為第一類候選角點(diǎn)；否則，放棄所述核。步驟2對(duì)線條及屋脊型圖像邊緣的第一類候選角點(diǎn)的偽響應(yīng)抑制分別以每個(gè)第一類候選角點(diǎn)為核、并以此核的中心為圓心，以16個(gè)像素單位為直徑，做假想的第二類圓掩模，在該第二類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核中心以及像素點(diǎn)的所有假想直線并將這些假想直線稱為第二類搜索線，如果存在有至少一條第二類搜索線上的與核相鄰且位于核兩側(cè)的像素點(diǎn)與核同值，則抑制掉所述核；否則，將所述核作為第二類候選角點(diǎn)，步驟3搜索線的檢驗(yàn)步驟3.1對(duì)搜索線上的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)分別以每個(gè)第二類候選角點(diǎn)為核、并以此核的中心為圓心，以16個(gè)像素單位為直徑，做假想的第三類圓掩模，在該第三類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核的假想直線并將這些假想直線稱為第三類搜索線，取n條第三類搜索線作為分割線，將第三類圓掩模分割成2n等份，n為分割線條數(shù)，再將位于分割線上且位于圓掩模內(nèi)的像素點(diǎn)及亞像素點(diǎn)作為Z個(gè)采樣點(diǎn)Pi(x，y)，Z為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，i為采樣點(diǎn)編號(hào)，i=1，2，…，Z，x為采樣點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y為采樣點(diǎn)的縱坐標(biāo)，以核中心為原點(diǎn)0，以過(guò)同行像素點(diǎn)的分割線為X軸，以過(guò)同列像素點(diǎn)的分割線為Y軸，建立X0Y正交坐標(biāo)系，并以1個(gè)像素單位為坐標(biāo)單位，再對(duì)位于禁檢圓之外、第三類圓掩模以內(nèi)的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，如果在過(guò)每個(gè)核中心的所有分割線中存在有至少一條分割線且所述分割線上的所有采樣點(diǎn)都位于第三類圓掩模內(nèi)的同值收縮核USAN區(qū)域以外，則所述分割線為第三類非穿越線，將核中心落在所述第三類非穿越線上的核作為第三類候選角點(diǎn)；否則，放棄所述核，所述禁檢圓是以核中心為圓心、半徑為4個(gè)像素單位的圓區(qū)域，所述采樣點(diǎn)為當(dāng)|tana|《1時(shí)，采樣點(diǎn)Pt的橫坐標(biāo)x為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)Pi的縱坐標(biāo)y=x*tana;當(dāng)Itana|>1時(shí)，采樣點(diǎn)Pt的縱坐標(biāo)y為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)Pi的橫坐標(biāo)x=y*cota，其中，a為分割線與X軸的夾角，步驟3.2抑制斜坡型圖像邊緣上的偽角點(diǎn)分別以每個(gè)第三類候選角點(diǎn)為核，并以此核的中心為圓心，在第三類圓掩模內(nèi)，如果過(guò)每個(gè)核的中心的任意一條第三類非穿越線上最外端的兩個(gè)采樣點(diǎn)亮度值滿足(、-4)X(、-&)<0，則將核中心落在所述第三類非穿越線上的核予以抑制；否則，將所述核作為第四類候選角點(diǎn)，其中Pj，Pk表示最外端的兩個(gè)采樣點(diǎn)，化，仏表示所述采樣點(diǎn)的亮度值，Iw為所述核的亮度值，步驟3.3基于最大同值距離的非極大值抑制確定最終圖像角點(diǎn)分別計(jì)算每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的最大同值距離cU，設(shè)計(jì)假想的正方形窗口，該窗口以每個(gè)第四類候選角點(diǎn)為中心，窗口寬度為6個(gè)像素單位，分別比較每個(gè)正方形窗口內(nèi)的所有候選角點(diǎn)的一的值，從中選擇出最大的一"認(rèn)"層5值，并將最大的一值所對(duì)應(yīng)候選角點(diǎn)作為最終的圖像角點(diǎn)，將每個(gè)正方形窗口內(nèi)的其余1j值非最大的第四類候選角點(diǎn)抑制掉，"麗所述每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的最大同值距離cU指每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的所有第三類非穿越線的第一類最大同值距離中最小的一個(gè)值，所述第一類最大同值距離指在四類候選角點(diǎn)的任一條第三類非穿越線上，在禁檢圓內(nèi)，與核同值且距離核中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)與核中心之間的距離，所述的距離核最遠(yuǎn)的點(diǎn)為像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)。本發(fā)明在適當(dāng)增加搜索線數(shù)量的情況下有利于避免真實(shí)角點(diǎn)特征的丟失，加上多項(xiàng)偽響應(yīng)抑制措施，使得本發(fā)明方法的檢測(cè)率得到保證，提出的基于最大同值距離的非極大值抑制措施，保證了本發(fā)明方法的定位精度，有利于其超過(guò)經(jīng)典的方法。采取由粗及細(xì)分步過(guò)濾出候選角點(diǎn)的措施，避免了大計(jì)算量措施的過(guò)早介入，這是本發(fā)明方法快速的重要原因。本發(fā)明與經(jīng)典的方法相比較取得了如下有益的效果首先介紹方法對(duì)比的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)圖像特征檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，主要有準(zhǔn)確性(accuracy)與執(zhí)行時(shí)間。準(zhǔn)確性性能又包括兩方面的性能1)檢測(cè)率；2)定位精度。檢測(cè)率包括正檢率與誤檢率兩方面。那些被檢測(cè)出的真實(shí)角點(diǎn)記為真陽(yáng)性(tru印ositive，TP);那些本不是真實(shí)角點(diǎn)卻被誤檢為角點(diǎn)的記為假陽(yáng)性(falsepositive,FP);那些本來(lái)是真實(shí)角點(diǎn)卻未被檢測(cè)出的記為假陰性(falsenegative,FN)。正檢率(detectionrate)計(jì)算公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>誤檢率(errorrate)計(jì)算公式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>定位精度由定位誤差衡量，定位誤差是指檢測(cè)出的特征點(diǎn)位置與正確的特征點(diǎn)位置之間的偏差距離。平均定位誤差的計(jì)算式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中n為圖像中真實(shí)角點(diǎn)處(附近)正確響應(yīng)的角點(diǎn)個(gè)數(shù)，偽響應(yīng)不計(jì)入，(xt，yt)為檢測(cè)的角點(diǎn)坐標(biāo)值，(Xr，y》為參考的角點(diǎn)正確坐標(biāo)值。表l四種角點(diǎn)檢測(cè)方法在較多樣本下的平均檢測(cè)率<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>本發(fā)明方法與經(jīng)典若干方法在人工典型角點(diǎn)圖、積木圖、房屋圖的主觀觀察對(duì)比如圖12、圖13、圖14。其中各圖的圖(a)是原圖，圖(b)是MIC方法的作用結(jié)果，圖(c)是SUSAN方法的作用結(jié)果，圖(d)是Harris方法的作用結(jié)果，圖(e)是本發(fā)明方法的作用結(jié)果。從這些圖的作用可知，本發(fā)明方法相比于經(jīng)典的幾種方法顯示出了更高的檢測(cè)水平，體現(xiàn)在不僅絕大部分真實(shí)特征能響應(yīng)，而且偽響應(yīng)也比較少。表2四個(gè)角點(diǎn)檢測(cè)方法作用于不同高斯平滑人工圖的平均定位誤差對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>根據(jù)前面給出的檢測(cè)率標(biāo)準(zhǔn)，表1給出了幾種方法在更多富含角點(diǎn)圖像作用之后的檢測(cè)率定量對(duì)比結(jié)果。結(jié)果表明本發(fā)明方法正檢率都明顯高于經(jīng)典的幾種方法，且誤檢率也比它們低，達(dá)到了一個(gè)高的檢測(cè)水平上。以下給出原圖在不同程度的高斯平滑下，幾種方法在定位精度方面的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果其中表2是圖12(人工圖)通過(guò)高斯濾波不同程度的平滑模擬實(shí)際圖的模糊情況，表3四個(gè)角點(diǎn)檢測(cè)方法作用于不同高斯平滑積木圖的平均定位誤差對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表4四個(gè)角點(diǎn)檢測(cè)方法作用于不同高斯平滑房屋圖的平均定位誤差對(duì)比<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3與表4則是圖13與圖14的實(shí)際圖的不同程度高斯平滑，由于實(shí)際圖本身就是模糊的，所以只進(jìn)行到o2=1的平滑，再高強(qiáng)度的平滑無(wú)意義。從此結(jié)果可知，本發(fā)明方法的定位精度總體上要優(yōu)于經(jīng)典的一些方法，尤其在低平滑程度上優(yōu)勢(shì)更突出。表5四個(gè)角點(diǎn)檢測(cè)方法在較多樣本下的執(zhí)行時(shí)間范圍<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表5給出幾種方法在執(zhí)行時(shí)間方面的對(duì)比結(jié)果。其中圖像處理的時(shí)間會(huì)因圖像尺寸、內(nèi)容的不同而不同，即便是同一幅圖，執(zhí)行時(shí)間也不是恒定的，故在表5中給出了各算法在不同圖像尺寸下的一個(gè)時(shí)間范圍。為了更客觀，表5的結(jié)果來(lái)自較多圖像處理結(jié)果的統(tǒng)計(jì)。圖像尺寸包括256X256分辨率的，也有更常用的640X480分辨率的實(shí)際灰度圖像。測(cè)試使用的是CPU為AMD速龍1600+(1.4GHz)的PC機(jī)。從此結(jié)果可知，本發(fā)明方法的執(zhí)行時(shí)間雖然略多于MIC，卻仍然比Harris與SUSAN少了近一個(gè)數(shù)量級(jí)，執(zhí)行時(shí)間總體上講是快速的。圖l是本發(fā)明方法的基本原理圖，(a)，(b)，(c)圖中，1，2，3均表示以當(dāng)前像素為核，它也作為第一類或第三類圓掩模的圓心(核在此原理圖中被理想化為一個(gè)點(diǎn))，4，5，6均表示第一類或第三類圓掩模，7，8，9所示的陰影區(qū)域均表示同值收縮核USAN區(qū)域；10，11，12表示禁檢圓，13，14，15均表示第一類或第三類搜索線。圖2(a)是初始過(guò)濾示意圖，圖中每個(gè)方塊代表一個(gè)像素，中心有黑點(diǎn)的是我們所關(guān)心的像素，其中第一類圓掩模邊界上的像素點(diǎn)作為檢驗(yàn)點(diǎn)，21表示圓掩模的核中心0。，22表示掩模邊界上的任一像素點(diǎn)r，23表示r關(guān)于0。對(duì)稱的點(diǎn)r'。在初始過(guò)濾步驟中，由于不關(guān)心亞像素點(diǎn)，所以核、像素與像素點(diǎn)在示意圖中可視為同一層概念。圖2(b)中，24是穿過(guò)核中心和與核中心同列的圓掩模邊界上的像素點(diǎn)的第一類搜索線，25是穿過(guò)核中心和與核同行的圓掩模邊界上的像素點(diǎn)的第一類搜索線，26是第一類搜索線25與圓掩模邊界的交點(diǎn)c，27是第一類搜索線25與圓掩模邊界的交點(diǎn)d。圖3是線條型圖像邊緣易產(chǎn)生偽響應(yīng)的示意圖，陰影表示的像素組成了一線條型邊緣，j是其中的一個(gè)邊緣點(diǎn)，30表示一般邊緣點(diǎn)j的第一步初始圓掩模，31表示圖像中的亮區(qū)域，32表示圖像中的暗區(qū)域，33，34表示用于判定j是第一類候選角點(diǎn)的初始過(guò)濾的成對(duì)檢驗(yàn)點(diǎn)，k是真實(shí)角點(diǎn)。此處，邊緣點(diǎn)與角點(diǎn)都是像素層面上的概念。圖4是對(duì)線條及屋脊型圖像邊緣的第一類候選角點(diǎn)的偽響應(yīng)抑制原理圖。圖5是基本檢驗(yàn)過(guò)程中搜索線上Z個(gè)采樣點(diǎn)的示意圖。圖6是被誤判為第三類候選角點(diǎn)的斜坡型邊緣點(diǎn)與真實(shí)角點(diǎn)沿第三類非穿越線的亮度變化實(shí)際圖像放大顯示。每個(gè)像素放大到了一個(gè)明顯的方塊大小。61是斜坡型邊緣點(diǎn)的第三類非穿越線，62是真實(shí)角點(diǎn)02的第三類非穿越線。圖7是斜坡型邊緣點(diǎn)與真實(shí)角點(diǎn)的區(qū)別原理圖，(a)圖表示第三類非穿越線上真實(shí)角點(diǎn)附近的亮度值變化曲線；(b)圖表示第三類非穿越線上斜坡型邊緣點(diǎn)附近的亮度值變化曲線。圖8是基于最大同值距離cU的非極大值抑制確定最符合條件的真實(shí)角點(diǎn)的原理示意，，81表示圖像中的亮區(qū)域，82的陰影區(qū)域表示圖像中的暗區(qū)域，83表示第四類候選角點(diǎn)0a的禁檢圓，84表示第四類候選角點(diǎn)Ob的禁檢圓，85表示0a的第三類非穿越線，86表示Ob的第三類非穿越線。圖9是木塊圖，91、92、93表示真實(shí)角點(diǎn)。圖10是實(shí)施方案的流程圖。圖11是步驟1初步濾波的流程圖。圖12是MIC，SUSAN，Harris與本發(fā)明方法在人工角點(diǎn)匯集圖上的作用效果，(a)為原始圖，(b)為MIC檢測(cè)效果，(c)為SUAN檢測(cè)效果，(d)為Harris檢測(cè)效果，(e)為本發(fā)明檢測(cè)效果。圖13是MIC，SUSAN，Harris與本發(fā)明方法在木塊圖上的作用效果，(a)為原始圖，(b)為MIC檢測(cè)效果，(c)為SUAN檢測(cè)效果，(d)為Harris檢測(cè)效果，(e)為本發(fā)明檢測(cè)效果。圖14是MIC，SUSAN，Harris與本發(fā)明方法在房屋圖上的作用效果，(a)為原始圖，(b)為MIC檢測(cè)效果，(c)為SUAN檢測(cè)效果，(d)為Harris檢測(cè)效果，(e)為本發(fā)明檢測(cè)效果。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。本發(fā)明是一種圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法，基本原理為作用一個(gè)以當(dāng)前像素為中心核的圓掩模，在該掩模內(nèi)搜索通過(guò)核的直線，如果存在一條直線不穿過(guò)核附近給定鄰域以外的其它USAN區(qū)域，則當(dāng)前像素點(diǎn)為角點(diǎn)。基本原理為敘述簡(jiǎn)便，"以當(dāng)前像素為中心核的圓掩模"指"以每個(gè)像素為核并以此核的中心為圓心作用圓掩模"；"通過(guò)核"指"通過(guò)核的中心";搜索通過(guò)核的"直線"為假想的直線，在本發(fā)明中又稱為"搜索線"；"不穿過(guò)核附近給定鄰域以外的其它USAN區(qū)域的直線"稱為"非穿越線"。核附近給定鄰域由一個(gè)禁檢圓劃定，如圖1中10，11，12所畫的圓，有關(guān)概念將在具體實(shí)施方式的3.l步驟中說(shuō)明。如圖l(a)的角點(diǎn)處至少存在一條滿足上述要求的搜索線，圖中的13成為非穿越線；而對(duì)于邊緣點(diǎn)或平坦區(qū)域則不存在這樣的搜索線，如圖l(b)和(c)中的14，15各搜索線均不能成為非穿越線。本發(fā)明使用了USAN的概念，其由Smith學(xué)者在SUSAN角點(diǎn)檢測(cè)方法中提出，以當(dāng)前像素點(diǎn)為圓心作用一圓掩模，當(dāng)前像素被稱為掩模的"核"(皿cleus)。在掩模內(nèi)，由那些與核有著相同或相近亮度的像素組成的區(qū)域被稱為"USAN"(UnivalueSegmentAssimilatingNucleus,同值收縮核)。本發(fā)明并非對(duì)傳統(tǒng)方法的改進(jìn)，而是提出了一種圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法，克服了經(jīng)典角點(diǎn)檢測(cè)方法不能同時(shí)兼顧準(zhǔn)確性和快速性的缺點(diǎn)，從而提高角點(diǎn)檢測(cè)的綜合水平。本發(fā)明中的"同值"類似Smith學(xué)者在SUSAN角點(diǎn)算法中對(duì)同值的定義，表示與核有著相同或相近的亮度，即并非嚴(yán)格的與核是相等的亮度值，而是由USAN區(qū)域的閾值t劃定。具體判別原則為如果某像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)Pi滿足l^.-^-"則該點(diǎn)與核0的亮度同值或相近，為簡(jiǎn)便，統(tǒng)稱"同值"，此刻該像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)Pi屬于該核的同值收縮核USAN區(qū)域，其中々.，I。示像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)Pi與核的亮度值，t是同值收縮核USAN區(qū)域亮度差異閾值，t的取值為2到40，例如，t取18;否則，S卩l(xiāng)^-^l^，像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)Pi不屬于同值收縮核USAN區(qū)域。本發(fā)明中的亮度與灰度是同一概念。本發(fā)明中，"像素"是有大小的塊；"像素點(diǎn)即整像素點(diǎn)"，從精確確定位置的角度來(lái)講，指像素的中心點(diǎn)，即區(qū)別于亞像素點(diǎn)的整像素點(diǎn)。本發(fā)明中，核是當(dāng)前像素，所以是像素層面上的概念。核的值，指核的亮度值，從精確的位置講，指核中心點(diǎn)處，即整像素點(diǎn)處的亮度值，類似地，"與核同值"的含義為與作為核的像素同亮度值，亮度值按整像素點(diǎn)處的位置獲得。本發(fā)明中，除非提及亞像素級(jí)的位置精度，其它情況下的像素亮度值，均指像素中心點(diǎn)處的亮度值。本發(fā)明中所述角點(diǎn)是按整像素級(jí)的精度來(lái)定位的，所以角點(diǎn)最終以像素(而不是亞像素)來(lái)確定，故而角點(diǎn)與像素是同一層面上的概念。本發(fā)明中所述的圓掩模以內(nèi)的區(qū)域包括圓掩模邊界。本發(fā)明中所述的同值收縮核USAN以外區(qū)域不包括同值收縮核USAN的邊界。本發(fā)明中所述的禁檢圓之外的區(qū)域不包括禁檢圓邊界。本發(fā)明中所述的采樣點(diǎn)是進(jìn)行檢驗(yàn)的點(diǎn)，所以也稱為"檢驗(yàn)點(diǎn)"?！獋€(gè)像素單位是指一個(gè)像素的邊長(zhǎng)。此處像素按理想的正方形塊處理。本發(fā)明實(shí)施的具體步驟如下給定一幅數(shù)字圖像，圖像默認(rèn)是8位灰度圖像，如果是彩色圖像，則將R，G，B三種顏色分量值按加權(quán)方式獲得任一像素點(diǎn)的亮度值，有關(guān)計(jì)算都有公知的方法。步驟1初始過(guò)濾基本原理在第一步是如此體現(xiàn)的具體實(shí)施時(shí)，分別以每個(gè)像素為核并以此核的中心為圓心，以8個(gè)像素單位為直徑，做假想的第一類圓掩模，在該第一類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核中心的假想直線并將這些假想直線稱為第一類搜索線，以關(guān)于核中心對(duì)稱的第一類圓掩模邊界上的每一對(duì)成對(duì)像素點(diǎn)一一作為檢驗(yàn)點(diǎn)。如果在所述第一類圓掩模內(nèi)，存在某成對(duì)像素點(diǎn)位于同值收縮核USAN的以外區(qū)域，則過(guò)所述成對(duì)像素點(diǎn)的第一類搜索線為第一類非穿越線，核中心落在第一類非穿越線上的核為第一類候選角點(diǎn)；否則，放棄所述核。圖2是步驟1的示意圖，其中第一類圓掩模直徑的衡量以過(guò)圓心的同行或同列的兩端(邊界上)像素中心的距離為準(zhǔn)，所以對(duì)于8個(gè)像素單位的直徑的圓實(shí)際需要同行或同列的9個(gè)像素為直徑的實(shí)際圓來(lái)形成。所述第一類圓掩模內(nèi)包括了第一類圓掩模邊界的像素。由于圖像的離散特性，第一類圓掩模邊界上的像素點(diǎn)不一定都恰好落在理想的直徑為8個(gè)像素單位的圓弧上，只有行或列上的邊界像素點(diǎn)正好落在理想的圓弧上，為方便及快速，本發(fā)明在這一步都以整像素點(diǎn)即像素點(diǎn)作為檢驗(yàn)點(diǎn)，而非精確圓弧上的亞像素點(diǎn)作為檢驗(yàn)點(diǎn)。圖2(a)中，以關(guān)于核21對(duì)稱的且在第一類圓掩模邊界上的任一成對(duì)像素r22與r'23作為檢驗(yàn)點(diǎn)。圖2(b)表示對(duì)于這樣一種理想的銳角型角點(diǎn)，在第一類搜索線25上，按照前述該步的原理，將第一類圓掩模邊界與此第一類搜索線的交點(diǎn)作為檢驗(yàn)點(diǎn)，由于像素點(diǎn)c26和d27不在USAN區(qū)域內(nèi)，可得圓掩模的核成為第一類候選角點(diǎn)。過(guò)濾時(shí)需遵守如下三點(diǎn)規(guī)則1)在某第一類搜索線上，如果有一個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)在同值收縮核USAN區(qū)域中，則所述第一類搜索線不是第一類非穿越線，繼續(xù)其它新的第一類搜索線的檢驗(yàn)；2)如果某第一類搜索線上的兩個(gè)檢驗(yàn)點(diǎn)都被確認(rèn)不在同值收縮核USAN區(qū)域，則所述第一類搜索線成為第一類非穿越線，所述核作為第一類候選角點(diǎn)。3)經(jīng)過(guò)第一類圓掩模的所有第一類搜索線檢驗(yàn)后，不存在能成為第一類非穿越線的第一類搜索線，則放棄所述核。圖11是本步驟在該規(guī)則下的流程圖。其中Ir與I分別表示圖2(a)中的任一對(duì)像素r與r'的亮度值/o。表示所述核的亮度值。初步過(guò)濾像素對(duì)大量不符合條件的像素進(jìn)行了剔除，使得后續(xù)步驟只需在少量的第一類候選角點(diǎn)中進(jìn)行檢測(cè)，有利于提高整體的檢測(cè)速度。實(shí)際的圖像遠(yuǎn)沒有圖2(b)那么理想，經(jīng)過(guò)該步有大量的邊緣點(diǎn)成為了第一類候選角點(diǎn)。以下將逐步抑制偽角點(diǎn)。步驟2對(duì)線條及屋脊型圖像邊緣的第一類候選角點(diǎn)的偽響應(yīng)抑制在第一類候選角點(diǎn)中有大量的偽響應(yīng)，包括線條及屋脊型圖像邊緣點(diǎn)，如圖3所示，比如像素j，k在前一步之后可存在第一類非穿過(guò)越線，為此本步驟設(shè)計(jì)了如此的偽響應(yīng)抑制器分別以每個(gè)第一類候選角點(diǎn)為核、并以此核的中心為圓心，以16個(gè)像素單位為直徑，做假想的第二類圓掩模，在該第二類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核中心以及像素點(diǎn)的所有假想直線并將這些假想直線稱為第二類搜索線。對(duì)于任一核，如果存在有至少一條第二類搜索線，在該第二類搜索線上，與核相鄰且位于核兩側(cè)的像素點(diǎn)與核同值，則抑制掉所述核；否則，將所述核作為第二類候選角點(diǎn)，圖3中以陰影表示的像素構(gòu)成了線條型邊緣。以其中的j邊緣點(diǎn)為例，33，34作為第一步圓掩模邊界上的成對(duì)檢驗(yàn)點(diǎn)，由于均不在核(j)的USAN區(qū)域，使得j像素(點(diǎn))被誤認(rèn)為角點(diǎn)，成為第一類候選角點(diǎn)。此處，邊緣點(diǎn)、角點(diǎn)與像素是同一層概念。圖4是這一步的抑制偽響應(yīng)原理示意，其中在核41的第二類圓掩模(這里圓掩模以直徑為6個(gè)像素單位的圓示意，16個(gè)像素單位的情況類似)以內(nèi)，搜索通過(guò)核中心以及像素點(diǎn)的所有假想直線。這里只關(guān)心通過(guò)整像素點(diǎn)及核的所有可能假想直線，對(duì)于圖中的la，需檢驗(yàn)a"a2是否與核同值，如果符合條件，則所述的核33為偽角點(diǎn)，予以抑制，如果不是則繼續(xù)檢驗(yàn)lb，在該線上檢驗(yàn)lvb2是否與核同值，如果符合條件，則將所述核抑制，否則繼續(xù)檢驗(yàn)其它可能的假想直線。只要條件不符，則遍歷通過(guò)第二類圓掩模內(nèi)的整像素點(diǎn)及所述核的所有假想直線。遍歷完后，如果不存這樣的第二類搜索線，在該第二類搜索線上，與核相鄰且位于核兩側(cè)的像素點(diǎn)與核同值，則保留所述核。經(jīng)過(guò)如此方法，圖3中除了像素k(真實(shí)角點(diǎn))夕卜，其它線條型邊緣點(diǎn)全被抑制掉。對(duì)于像素k，雖然也存在一條第二類搜索線，但所述第二類搜索線最靠近核的同值像素均分布在核的單側(cè)，而其它方向不存在擁有與核相鄰、同值且位于核兩側(cè)的整像素點(diǎn)的第二類搜索線，故不認(rèn)為像素k是偽響應(yīng)，得以保留，且作為第二類候選角點(diǎn)進(jìn)入下一步篩選。關(guān)于這一步有兩點(diǎn)補(bǔ)充說(shuō)明線條型邊緣是人工圖下的情形，實(shí)際拍攝的圖像一般會(huì)將線條型邊緣模糊化，反映為屋脊型邊緣。屋脊型邊緣點(diǎn)經(jīng)第一步被當(dāng)成第一類候選角點(diǎn)，以及在第二步被抑制器所抑制的原理，都與線條型邊緣點(diǎn)的情況是類似的，不重復(fù)圖示了。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)這些偽響應(yīng)點(diǎn)即便通過(guò)之后的步驟也難以消除，因?yàn)樗鼈円部赡軗碛兄蟛襟E的第三類非穿過(guò)越線，而繼續(xù)被誤認(rèn)為是偽角點(diǎn)，所以這一步對(duì)線條型、屋脊型邊緣等偽響應(yīng)的抑制是必不可少的。這一步是在整像素點(diǎn)上操作，計(jì)算量小，放在之后步驟之前，可使后續(xù)復(fù)雜步驟在比第一類候選角點(diǎn)更少比例的像素點(diǎn)(第二類候選角點(diǎn))上進(jìn)行，有利于減小本發(fā)明方法的整體計(jì)算量，進(jìn)一步提高執(zhí)行速度。這種方式也是本發(fā)明方法基本思想中"由粗及細(xì)分步過(guò)濾出候選角點(diǎn)的措施，避免了大計(jì)算量措施的過(guò)早介入"的深刻反映。這一步是在整像素點(diǎn)上操作，所以角點(diǎn)、邊緣點(diǎn)、像素與像素點(diǎn)是同一層概念。步驟3搜索線的檢驗(yàn)步驟3.1對(duì)搜索線上的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)本發(fā)明方法的基本原理是在這一步得以充分體現(xiàn)的?；驹碇刑峒白饔靡粋€(gè)以當(dāng)前像素為中心核的圓掩模。在這一步具體實(shí)施是分別以每個(gè)第二類候選角點(diǎn)為核、并以此核的中心為圓心，以16個(gè)像素單位為直徑，做假想的第三類圓掩模。這里圓掩模直徑的衡量類似步驟l，是以過(guò)圓心的同行或同列的兩端(邊界上)像素中心的距離為準(zhǔn)?；驹碇刑峒霸谠撗谀?nèi)搜索通過(guò)核的直線，這樣的假想直線稱為搜索線?？紤]通過(guò)核的假想直線是無(wú)限的，實(shí)際顯然不可能也無(wú)必要對(duì)無(wú)限條搜索線進(jìn)行檢驗(yàn)，具體實(shí)施中，取n條搜索線，將圓掩模分割成2n等分。由于其它步驟中也有搜索線，為明顯區(qū)別，稱之為"第三類搜索線"，圓掩模稱之為"第三類圓掩模"。此刻的第三類搜索作為分割線，有n條，n通常取8或16。基本原理中提及如果存在一條直線不穿過(guò)核附近給定鄰域以外的其它USAN區(qū)域，則當(dāng)前像素點(diǎn)為角點(diǎn)。具體實(shí)施中，對(duì)于這些假想的直線(分割線)是否不穿過(guò)核附近給定鄰域以外的其它USAN區(qū)域，是以圓掩模內(nèi)位于分割線上的像素點(diǎn)及亞像素作為Z個(gè)采樣點(diǎn)Pi(x，y)，代表一條分割線進(jìn)行檢驗(yàn)，其中Z為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，i為采樣點(diǎn)編號(hào)，i=1，2，…，Z，x為采樣點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y為采樣點(diǎn)的縱坐標(biāo)，以核中心為原點(diǎn)0，以過(guò)同行像素點(diǎn)的分割線為X軸，以過(guò)同列像素點(diǎn)的分割線為Y軸，建立X0Y正交坐標(biāo)系，并以1個(gè)像素單位為坐標(biāo)單位。所述采樣點(diǎn)為當(dāng)|tana|《1時(shí)，采樣點(diǎn)Pt的橫坐標(biāo)x為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)Pi的縱坐標(biāo)y=x*tana;當(dāng)Itana|>1時(shí)，采樣點(diǎn)Pt的縱坐標(biāo)y為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)Pi的橫坐標(biāo)x=y*cota，其中，a為分割線與X軸的夾角，這些采樣點(diǎn)及a夾角等如圖5?；驹碇刑峒?核附近給定鄰域"，同時(shí)前面權(quán)利要求書與技術(shù)方案曾提及"禁檢圓"，這里做如下解釋在理想情況下，角點(diǎn)本應(yīng)該是一個(gè)無(wú)大小的點(diǎn)，基本原理之非穿越線本應(yīng)該不穿過(guò)除了該點(diǎn)的其它USAN區(qū)域，可參見圖2(b)的理想情形所示。但在實(shí)際圖像中，確定是否為角點(diǎn)的像素是有大小的塊。不僅如此，無(wú)論實(shí)際的物體，還是拍攝的圖像，角點(diǎn)被大量鈍化、模糊化，這使得在真實(shí)角點(diǎn)的附近存在與所述角點(diǎn)同值的區(qū)域，該區(qū)域必須視為角點(diǎn)的一部分，不可以作為USAN區(qū)域被檢驗(yàn)搜索線是否穿過(guò)；否則角點(diǎn)與其它類型的點(diǎn)無(wú)從區(qū)別。為了便于實(shí)現(xiàn)，用一個(gè)圍繞作為候選角點(diǎn)(核)的較小的圓來(lái)定義核附近給定鄰域，在該區(qū)域中，由于包含了被視為核的一部分的同值區(qū)，所以禁止進(jìn)行檢驗(yàn)操作，我們稱之為12"禁檢圓"，半徑表達(dá)為rn(radiusofnotestingcircle)，如圖5。禁檢圓是以核中心為圓心、半徑為4個(gè)像素單位的圓區(qū)域。至此，那些位于禁檢圓之外的USAN區(qū)域便構(gòu)成了"核附近給定鄰域以外的其它USAN區(qū)域"，在這一步只對(duì)位于禁檢圓之外、第三類圓掩模以內(nèi)的分割線上的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)。按基本原理所述，在這一步具體的判斷措施是如果在過(guò)每個(gè)核中心的所有分割線中存在有至少一條分割線且所述分割線上的所有采樣點(diǎn)都位于第三類圓掩模內(nèi)的同值收縮核USAN區(qū)域以外，則所述分割線為第三類非穿越線，將核中心落在所述第三類非穿越線上的核作為第三類候選角點(diǎn)；否則，放棄所述核。其中在對(duì)每個(gè)核進(jìn)行判斷時(shí)，所述核作為當(dāng)前像素；采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)Z，由分割線傾斜角、禁檢圓大小、第三類圓掩模大小決定，如圖5。圖5中，rn表示的是禁檢圓的半徑，是4個(gè)像素單位。分割線S與禁檢圓交于K點(diǎn)，與圓掩模邊界交于L點(diǎn)，KL確定了檢驗(yàn)點(diǎn)的采樣范圍。e，g等空心點(diǎn)表示像素點(diǎn)的精確位置。KL之間的亞像素點(diǎn)Pjx，y)、P2(x，y)、P3(x，y)以及像素P4(x，y)作為KL段采樣點(diǎn)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。圖中的KL傾斜角ltana|《1，采樣點(diǎn)橫坐標(biāo)x為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)分別處在上下兩個(gè)整像素點(diǎn)之間，他們的亮度值可由上下兩個(gè)整像素點(diǎn)使用公知的單線性插值得到。單線性插值需要獲悉采樣點(diǎn)在兩整像素點(diǎn)所處的位置，最終線性插值與采樣點(diǎn)的與上下像素點(diǎn)的距離有關(guān)，以第i個(gè)采樣點(diǎn)Pi(x，y)為例橫坐標(biāo)x是坐標(biāo)單位整數(shù)倍，縱坐標(biāo)y=x*tana整像素點(diǎn)g的坐標(biāo)為(x，b」)，整像素點(diǎn)e的坐標(biāo)為(x，Ly+l」)，其中L」表示向下取整。亞像素點(diǎn)Pi(x，y)的亮度值為=/g+A:x(/e-/g)，其中^:=|^—k」l，顯然0《k《l，k是與亞像素點(diǎn)Pi(x，y)(在e，g之間)位置有關(guān)的距離權(quán)值。以上整像素點(diǎn)與亞像素點(diǎn)的坐標(biāo)均為局部坐標(biāo)系X0Y的值，亮度值的獲得還需要事先將坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為圖像的全局坐標(biāo)，即需要將局部坐標(biāo)疊加上坐標(biāo)系X0Y原點(diǎn)0在圖像中的全局坐標(biāo)。以整像素點(diǎn)g為例，其在圖像中的全局坐標(biāo)為(x+^o,b」+:^)，其中(xc。，yj為原點(diǎn)o(當(dāng)前核)在圖像中的全局坐標(biāo)。所以4=/0+&0,&」+:^0)。其它整像素點(diǎn)亮度值的獲得也是類似的。對(duì)于分割線傾斜角|tana|>1的情況，采樣點(diǎn)縱坐標(biāo)x為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)分別處在左右兩個(gè)整像素點(diǎn)之間，他們的亮度值可由左右兩個(gè)整像素點(diǎn)使用公知的單線性插值得到，方法同前所述。圖5中的Ps(x，y)、P6(x，y)、P7(x，y)、P8(x，y)與KL上的采樣點(diǎn)關(guān)于圓心對(duì)稱分布在分割線S的另一側(cè)。亮度值的計(jì)算類似。對(duì)于任一個(gè)像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)是否在核的USAN區(qū)域內(nèi)，前面已有介紹，此處略。這一步過(guò)濾時(shí)需遵守如下三點(diǎn)規(guī)則1)在某分割線上，如果有一個(gè)采樣點(diǎn)在同值收縮核USAN區(qū)域中，則所述分割線不是第三類非穿越線，繼續(xù)其它新的分割線的檢驗(yàn)；2)如果某第一類搜索線上的所有采樣點(diǎn)都被確認(rèn)不在同值收縮核USAN區(qū)域，所述分割線成為第三類非穿越線，所述核(當(dāng)前像素)作為第三類候選角點(diǎn)。3)經(jīng)過(guò)第三類圓掩模的所有n條分割線的檢驗(yàn)后，不存在能成為第三類非穿越線的分割線，則放棄所述核。步驟3.2抑制斜坡型圖像邊緣上的偽角點(diǎn)實(shí)際圖像由于傳感器的低頻特性，邊緣基本上是模糊的，并且大部分是斜坡型邊緣。經(jīng)過(guò)上一步分割線上的所有采樣點(diǎn)檢驗(yàn)過(guò)程后，雖然清除掉大量的邊緣點(diǎn)，但是斜坡型邊緣上仍有少量點(diǎn)被誤判為是第三類候選角點(diǎn)。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在第三類非穿越線上，真實(shí)角點(diǎn)的亮度沿著第三類非穿越線是一個(gè)極值，其亮度方向?qū)?shù)，通常會(huì)改變符號(hào)的正負(fù)性，如圖6放大顯示的實(shí)際圖像之真實(shí)角點(diǎn)02沿其第三類非穿越線的情況，圖7(a)是用曲線表達(dá)I隨1的變化情況。而第三類候選角點(diǎn)中的斜坡型邊緣點(diǎn)在第三類非穿越線上是中間亮度值點(diǎn)，亮度不是極值，通常單調(diào)遞增或遞減，即亮度沿第三類非穿越線的方向?qū)?shù)蕓通常不會(huì)改變符號(hào)，如圖6放大顯示的實(shí)際圖像之點(diǎn)沿其第三類非穿越線的情況，圖7(b)是用曲線表達(dá)I隨1的變化情況。因此，通過(guò)判斷亮度方向?qū)?shù)!沿第三類非穿越線是否改變符號(hào)能抑制這樣的斜坡型邊緣點(diǎn)偽響應(yīng)。為了簡(jiǎn)便，以(化—、)x(^—7^)的符號(hào)正負(fù)性來(lái)判別，在圖6中，h=1或2。具體實(shí)施如下分別以每個(gè)第三類候選角點(diǎn)為核，并以此核的中心為圓心，在第三類圓掩模內(nèi)，如果過(guò)每個(gè)核的中心的任意一條第三類非穿越線上最外端的兩個(gè)采樣點(diǎn)亮度值滿足(4,-^》xC^-^J〈0，則將核中心落在所述第三類非穿越線上的核予以抑制；否則，將所述核作為第四類候選角點(diǎn)，其中Pj，Pk表示最外端的兩個(gè)采樣點(diǎn)，4,，」、表示所述采樣點(diǎn)的亮度值JA為所述核的亮度值，其取中心處(整像素點(diǎn))亮度值。步驟3.3基于最大同值距離的非極大值抑制確定最終圖像角點(diǎn)幾乎所有的角點(diǎn)檢測(cè)方法中，都會(huì)面臨這樣一個(gè)問(wèn)題在實(shí)際圖像的角點(diǎn)及其鄰域，往往有一群候選角點(diǎn)而不是僅僅一個(gè)像素點(diǎn)可滿足相應(yīng)方法的核心思想與條件。目前這些角點(diǎn)檢測(cè)方法都使用一種稱為"非極大值抑制"的措施來(lái)確定最符合條件的唯一角點(diǎn)。所謂非極大值抑制指最終最符合條件的所有真實(shí)特征在相應(yīng)方法定義下的某種度量值應(yīng)該都是各自局部范圍內(nèi)的最大值，統(tǒng)稱"極大值"，而它們各自附近的其它候選特征度量值非極大，需要抑制。因此得名"非極大值抑制"。然而按本發(fā)明的基本原理，沒有出現(xiàn)可作為非極大值抑制的度量值。為此，提出了一種新的非極大值抑制方法。首先提出了最大同值距離dm(maximalhomo-valuedistance)這一概念在已找到的某第三類非穿越線上，從禁檢圓外側(cè)往里，接近核的某一段必然是與核同值的。在有關(guān)第三類非穿越線上，與核同值，且最遠(yuǎn)的點(diǎn)確定了一個(gè)第一類最大同值距離，因?yàn)槠渌c(diǎn)確定的同值距離比它小(就一側(cè)而言)，如圖8的第四類候選角點(diǎn)0a(0a為像素，以下涉及0a與某點(diǎn)的距離，指像素0a的中心點(diǎn)與所述點(diǎn)的距離)的第三類非穿越線85上，Hw是與0a同值且距離0a最遠(yuǎn)的點(diǎn)。距離核最遠(yuǎn)的點(diǎn)為像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)。其它在Hw與0a之間的同值點(diǎn)距離0a都比前者近。另外，0a沿第三類非穿越線85的另一方向也需要計(jì)算與0a距離最遠(yuǎn)的同值點(diǎn)，然后比較兩側(cè)哪一個(gè)更大，作為Oa最終的第一類最大同值距離cU。圖814的Hw是0a的第一類最大同值距離的點(diǎn)，第一類最大同值距離即Hw與Oa之間的距離。由于對(duì)第四類候選角點(diǎn)可能存在不止一條第三類非穿越線，規(guī)定第四類候選角點(diǎn)的最大同值距離cU指第四類候選角點(diǎn)的所有第三類非穿越線上的第一類最大同值距離中最小的一個(gè)值。最符合條件的角點(diǎn)(真實(shí)的角點(diǎn))按照公知的概念與定義應(yīng)該具有局部曲率最大或者角點(diǎn)頂角最尖，本發(fā)明基于這一事實(shí)發(fā)現(xiàn)這對(duì)應(yīng)于在第三類非穿越線上最符合條件的角點(diǎn)具有最小的最大同值距離cU。如圖8中(圖中的每個(gè)方格代表一個(gè)像素點(diǎn))的Hw與Hv點(diǎn)分別確定了第四類候選角點(diǎn)Oa與Ob的最大同值距離cU(此刻假設(shè)第一類最大同值距離就是最終的最大同值距離)。如圖8中真實(shí)角點(diǎn)Ob的最大同值距離比附近的第四1類候選角點(diǎn)Oa的更小。本步驟中，非極大值抑制方法以^~作為度量值，即真實(shí)的角點(diǎn)應(yīng)該在其鄰域內(nèi)諸多候選角點(diǎn)中擁有最大的一。具體實(shí)施步驟如下分別計(jì)算每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的最大同值距離cU，設(shè)計(jì)假想的正方形窗口，該窗口以每個(gè)第四類候選角點(diǎn)為中心，窗口寬度為6個(gè)像素單位，分別比較每個(gè)正方形窗口內(nèi)的所有候選角點(diǎn)的一的值，從中選擇出最大的一"M/f"爐值，并將最大的一值所對(duì)應(yīng)候選角點(diǎn)作為最終的圖像角點(diǎn)，將每個(gè)正方形窗口內(nèi)的其余"爐一值非最大的候選角點(diǎn)抑制掉，"麗關(guān)于最大同值距離的計(jì)算方法，以圖8中的第四類候選角點(diǎn)Oa點(diǎn)為例，介紹如下為方便，假設(shè)第三類非穿越線的傾斜角ltana|《l，在第三類非穿越線上，Oa的第一類最大同值距離的點(diǎn)Hw點(diǎn)左右兩側(cè)必存在兩個(gè)采樣點(diǎn)Px與Py，它們的橫坐標(biāo)取連續(xù)的整數(shù)坐標(biāo)值，且靠近核的Px—定與核同值，更遠(yuǎn)的Py則一定與核非同值。采樣點(diǎn)Px與Py類似3.1步驟中的采樣點(diǎn)Pi(x，y)，但此處的Px與Py不規(guī)定在禁檢圓之外，一般在禁檢圓以內(nèi)(有少數(shù)情況Py可能在禁檢圓之外，但Px—定在禁檢圓之內(nèi))。具體操作可以沿第三類非穿越線從禁檢圓外側(cè)往里，如果某亞像素點(diǎn)(橫坐標(biāo)為整數(shù))與核同值，則以此點(diǎn)作為Px，剛剛經(jīng)過(guò)的與核非同值的亞像素點(diǎn)作為Py。采樣點(diǎn)Px與Py亮度值的計(jì)算類似3.1步驟中的采樣點(diǎn)Pi(x，y)的計(jì)算，采用公知的單線性插值即可。同值點(diǎn)Hw與Px的距離可由Px與Py的亮度值，以及PxPy之間的距離，按公知的單線性插值得到。此處的單線性插值(或稱線性插值)雖原理上與前面的線性插值相同，但前面的線性插值是根據(jù)兩點(diǎn)的亮度、待計(jì)算點(diǎn)在兩點(diǎn)之間的位置來(lái)計(jì)算待計(jì)算點(diǎn)的亮度值，即由位置(或者說(shuō)與兩點(diǎn)的距離)獲得亮度值；而此處則是根據(jù)同值點(diǎn)Hw的亮度值確定Hw與Px的距離dHP。所以需要先確定同值點(diǎn)Hw的確切亮度值。本發(fā)明中的同值并非與核(第四類候選角點(diǎn))是嚴(yán)格相同亮度值，而是由USAN的閾值t決定的一個(gè)相近亮度值。Px的亮度值處于閾值t確定的核亮度值附近的一個(gè)范圍，而Hw則必處于閾值t確定的核亮度值附近范圍的邊界上。確定的計(jì)算式為如果、>:a'則&^=70。"否則，7^^=/0—^其中7/^，JOa，1好『分別表示Px，0a，Hw的亮度值。Hw與Px的距離dHP可由7^，7^'以及PxPy之間的距離(|tana|《1情況下，該值為^^，距離單位像素)，按照公知的線性插值辦法求反解得到，此處略。故點(diǎn)Hw與核的同值距離d。H=dHp+d。p，其中d。p表示Px至0a的距離，其可由Px的橫坐標(biāo)簡(jiǎn)單除以lcosaI得到。在核的兩側(cè)都需要計(jì)算這樣的同值距離，以最大者作為核的第一類最大同值距離；如果存在多條非穿越線，則計(jì)算所有非穿越線的第一類最大同值距離，以它們中的最小者作為最終的最大同值距離dffl。權(quán)利要求一種圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法，其特征在于，步驟如下步驟1初始過(guò)濾分別以每個(gè)像素為核并以此核的中心為圓心，以8個(gè)像素單位為直徑，做假想的第一類圓掩模，在該第一類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核中心的假想直線并將這些假想直線稱為第一類搜索線，以關(guān)于核中心對(duì)稱的圓掩模邊界上的成對(duì)像素點(diǎn)為檢驗(yàn)點(diǎn)，如果在所述第一類圓掩模內(nèi)的同值收縮核USAN的以外區(qū)域能夠找到作為檢驗(yàn)點(diǎn)的成對(duì)像素點(diǎn)，則過(guò)所述成對(duì)像素點(diǎn)的第一類搜索線為第一類非穿越線，核中心落在第一類非穿越線上的核為第一類候選角點(diǎn)；否則，放棄所述核。步驟2對(duì)線條及屋脊型圖像邊緣的第一類候選角點(diǎn)的偽響應(yīng)抑制分別以每個(gè)第一類候選角點(diǎn)為核、并以此核的中心為圓心，以16個(gè)像素單位為直徑，做假想的第二類圓掩模，在該第二類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核中心以及像素點(diǎn)的所有假想直線并將這些假想直線稱為第二類搜索線，如果存在有至少一條第二類搜索線上的與核相鄰且位于核兩側(cè)的像素點(diǎn)與核同值，則抑制掉所述核；否則，將所述核作為第二類候選角點(diǎn)，步驟3搜索線的檢驗(yàn)步驟3.1對(duì)搜索線上的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)分別以每個(gè)第二類候選角點(diǎn)為核、并以此核的中心為圓心，以16個(gè)像素單位為直徑，做假想的第三類圓掩模，在該第三類圓掩模內(nèi)搜索通過(guò)核的假想直線并將這些假想直線稱為第三類搜索線，取n條第三類搜索線作為分割線，將第三類圓掩模分割成2n等份，n為分割線條數(shù)，再將位于分割線上且位于圓掩模內(nèi)的像素點(diǎn)及亞像素點(diǎn)作為Z個(gè)采樣點(diǎn)Pi(x，y)，Z為采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，i為采樣點(diǎn)編號(hào)，i＝1，2，…，Z，x為采樣點(diǎn)的橫坐標(biāo)，y為采樣點(diǎn)的縱坐標(biāo)，以核中心為原點(diǎn)O，以過(guò)同行像素點(diǎn)的分割線為X軸，以過(guò)同列像素點(diǎn)的分割線為Y軸，建立XOY正交坐標(biāo)系，并以1個(gè)像素單位為坐標(biāo)單位，再對(duì)位于禁檢圓之外、第三類圓掩模以內(nèi)的采樣點(diǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，如果在過(guò)每個(gè)核中心的所有分割線中存在有至少一條分割線且所述分割線上的所有采樣點(diǎn)都位于第三類圓掩模內(nèi)的同值收縮核USAN區(qū)域以外，則所述分割線為第三類非穿越線，將核中心落在所述第三類非穿越線上的核作為第三類候選角點(diǎn)；否則，放棄所述核，所述禁檢圓是以核中心為圓心、半徑為4個(gè)像素單位的圓區(qū)域，所述采樣點(diǎn)為當(dāng)|tanα|≤1時(shí)，采樣點(diǎn)Pi的橫坐標(biāo)x為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)Pi的縱坐標(biāo)y＝x*tanα；當(dāng)|tanα|＞1時(shí)，采樣點(diǎn)Pi的縱坐標(biāo)y為坐標(biāo)單位整數(shù)倍，采樣點(diǎn)Pi的橫坐標(biāo)x＝y(tǒng)*cotα，其中，α為分割線與X軸的夾角，步驟3.2抑制斜坡型圖像邊緣上的偽角點(diǎn)分別以每個(gè)第三類候選角點(diǎn)為核，并以此核的中心為圓心，在第三類圓掩模內(nèi)，如果過(guò)每個(gè)核的中心的任意一條第三類非穿越線上最外端的兩個(gè)采樣點(diǎn)亮度值滿足<mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><msub><mi>P</mi><mi>j</mi></msub></msub><mo>-</mo><msub><mi>I</mi><mi>N</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&times;</mo><mrow><mo>(</mo><msub><mi>I</mi><msub><mi>P</mi><mi>k</mi></msub></msub><mo>-</mo><msub><mi>I</mi><mi>N</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>&lt;</mo><mn>0</mn><mo>,</mo></mrow>則將核中心落在所述第三類非穿越線上的核予以抑制；否則，將所述核作為第四類候選角點(diǎn)，其中Pj，Pk表示最外端的兩個(gè)采樣點(diǎn)，表示所述采樣點(diǎn)的亮度值，IN為所述核的亮度值，步驟3.3基于最大同值距離的非極大值抑制確定最終圖像角點(diǎn)分別計(jì)算每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的最大同值距離dMH，設(shè)計(jì)假想的正方形窗口，該窗口以每個(gè)第四類候選角點(diǎn)為中心，窗口寬度為6個(gè)像素單位，分別比較每個(gè)正方形窗口內(nèi)的所有候選角點(diǎn)的的值，從中選擇出最大的值，并將最大的值所對(duì)應(yīng)候選角點(diǎn)作為最終的圖像角點(diǎn)，將每個(gè)正方形窗口內(nèi)的其余值非最大的第四類候選角點(diǎn)抑制掉，所述每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的最大同值距離dMH指每個(gè)第四類候選角點(diǎn)的所有第三類非穿越線的第一類最大同值距離中最小的一個(gè)值，所述第一類最大同值距離指在四類候選角點(diǎn)的任一條第三類非穿越線上，在禁檢圓內(nèi)，與核同值且距離核中心最遠(yuǎn)的點(diǎn)與核中心之間的距離，所述的距離核最遠(yuǎn)的點(diǎn)為像素點(diǎn)或亞像素點(diǎn)。FSA00000029530200022.tif,FSA00000029530200023.tif,FSA00000029530200024.tif,FSA00000029530200025.tif,FSA00000029530200026.tif全文摘要本發(fā)明提供一種圖像角點(diǎn)的線搜索式檢測(cè)方法，克服了傳統(tǒng)圖像角點(diǎn)檢測(cè)方法在速度和準(zhǔn)確性兩方面難以兼顧的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)作用一個(gè)以當(dāng)前像素為中心核的圓掩模，在該掩模內(nèi)搜索通過(guò)核的直線，如果存在一條直線不穿過(guò)核附近給定鄰域以外的其它USAN區(qū)域，則當(dāng)前像素點(diǎn)為角點(diǎn)。實(shí)施中分步驟設(shè)計(jì)了搜索線數(shù)目與搜索線上的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)，采取由粗及細(xì)分步過(guò)濾出候選角點(diǎn)的措施，避免了大計(jì)算量措施的過(guò)早介入，提高了檢測(cè)速度；并提出了一種基于最大同值距離的新型非極大值抑制方法，結(jié)合多項(xiàng)新型偽響應(yīng)抑制措施，有效地提高了本發(fā)明方法的準(zhǔn)確度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方法在準(zhǔn)確性方面優(yōu)于經(jīng)典算法，且速度快，具有優(yōu)良的綜合性能。文檔編號(hào)G06T7/00GK101794446SQ20101011006公開日2010年8月4日申請(qǐng)日期2010年2月11日優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日發(fā)明者張志勝,張磊,王長(zhǎng)梁,陳凱申請(qǐng)人:東南大學(xué)