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基于改进Hough变换的圆形物体检测

作　者: 王恒
导　师: 刘春雨
学　校: 东北大学
专　业: 软件工程
关键词: Hough变换随机Hough变换图像检测直方图边缘提取
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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引　用: 12次
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内容摘要

圆形(包括弧线)检测是数字图像处理过程中的经典问题之一，有着广泛的应用背景。自从20世纪80年代以来，研究者们提出了多种圆形检测的方法，基于Hough变换的累积方法是主要的方法。基本的Hough变换方法是将图像中的每一边缘点映射到参数空间的一个区域，选取累积最多的参数。在现实生活中，由于噪音、数字化错误和图形变异等因素真实的图形经常被曲解，因此，图像在应用Hough变换后，很难找到单一的峰值，这也就造成了检测的难度。本文讨论了当前的Hough变换算法及其存在的一些问题，并在Hough变换的原理基础上利用圆的几何特征提出了改进算法。重点介绍随机Hough变换原理，将传统Hough变换圆检测时的三维参量统计变成一维参量统计；引入模糊理论，参数空间中的每个参数累积的计算，是将图像空间中的模糊点经Hough变换后在该参数点的隶属度的值来累加，避免了原始的只对隶属度值为一的映射点进行累积造成的检测不准确的问题。理论和实验证明，本课题所研发的算法具有良好的检测性能，能获得较好的检测结果。

全文目录

声明  3
学位论文版权使用授权书  3-4
中文摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-16
  1.1 数字图像处理概述  9-11
  1.2 图像检测技术发展现状  11-14
    1.2.1 发展历史及现状  11-12
    1.2.2 存在问题  12-14
  1.3 课题研究意义  14-16
第二章圆的 Hough变换  16-32
  2.1 Hough变换  16-19
    2.1.1 Hough变换的原理  16-17
    2.1.2 Hough变换的实现方法  17-18
    2.1.3 Hough变换误差分析  18-19
    2.1.4 误差处理方法  19
  2.2 快速 Hough变换  19-20
  2.3 常规 Hough变换的圆检测  20-22
    2.3.1 圆的 Hough变换原理  20-21
    2.3.2 性能分析  21-22
  2.4 利用圆斜率特性的改进圆 Hough变换  22-25
    2.4.1 圆的几何特性分析  22-23
    2.4.2 算法基本思想  23
    2.4.3 算法流程图  23-24
    2.4.4 性能分析  24-25
  2.5 基于随机 Hough变换的圆检测方法  25-29
    2.5.1 随机 Hough变换的原理  26
    2.5.2 随机 Hough变换的算法  26-27
    2.5.3 算法的性能分析与改进  27-29
  2.6 随机 Hough变换的圆检测方法改进  29-32
    2.6.1 改进随机 Hough变换的算法  29-30
    2.6.2 算法性能分析及改进方向  30-32
第三章椭圆的常见 Hough变换算法  32-35
  3.1 利用椭圆性质提取椭圆方法  32-35
    3.1.1 椭圆的基本性质  32-33
    3.1.2 三点组确定椭圆参数的算法  33-34
    3.1.3 利用椭圆性质提取椭圆的算法  34
    3.1.4 算法性能分析  34-35
第四章基于改进 Hough变换的圆形检测法  35-46
  4.1 给定半径范围的圆形检测方法  35-36
    4.1.1 检测原理  35-36
    4.1.2 检测方法  36
  4.2 改进随机 Hough变换的圆形检测方法  36-41
    4.2.1 相关原理  37-38
    4.2.2 检测原理  38-39
    4.2.3 检测方法  39-40
    4.2.4 性能分析  40-41
  4.3 基于随机 Hough变换的椭圆形检测方法  41-46
    4.3.1 五点椭圆形检测方法  41
    4.3.2 五点椭圆形检测方法存在的问题  41-42
    4.3.3 二步求解的椭圆形检测方法  42-43
    4.3.4 二步求解的椭圆形检测算法重点步骤分析  43-45
    4.3.5 算法性能分析  45-46
第五章改进Hough变换的圆形检测系统  46-59
  5.1 系统简介  46-47
  5.2 功能的实现  47-54
    5.2.1 位图显示  47-48
    5.2.2 直方图的统计  48-49
    5.2.3 边缘检测的处理  49
    5.2.4 常规 Hough变换  49-51
    5.2.5 改进的随机 Hough变换  51-54
  5.3 系统性能分析  54-59
    5.3.1 圆的检测  55-57
    5.3.2 存在非圆上边缘点的圆检测  57-58
    5.3.3 不完整圆的检测  58-59
第六章结束语  59-61
  6.1 总结  59-60
  6.2 展望  60-61
参考文献  61-64
致谢  64-65

基于改进Hough变换的圆形物体检测

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