圓檢測(cè)算法研究及其在同心度測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、在模式識(shí)別和計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域中，常常需要對(duì)場(chǎng)景中的圓形圖形進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的關(guān)鍵是如何從場(chǎng)景中獲取這些圖形的重要特征信息，根據(jù)圓檢測(cè)算法確定圓的參數(shù)。圓的檢測(cè)在自動(dòng)化檢驗(yàn)和裝配、目標(biāo)定位、醫(yī)學(xué)中的細(xì)胞分析等眾多領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用，研究圓檢測(cè)算法具有非常重要的意義。 Hough變換是檢測(cè)圓的基本工具之一，在參數(shù)空間不超過(guò)兩維的情況下，這種變換有著很理想的效果。當(dāng)參數(shù)空間超過(guò)兩維時(shí)，這種變換的計(jì)算時(shí)間和存儲(chǔ)空間都急劇增大使得它運(yùn)行效率低，

2、在實(shí)際應(yīng)用中受到很大的限制。為提高效率，人們提出了隨機(jī)Hough變換，有效降低內(nèi)存需求與計(jì)算時(shí)間，但在處理復(fù)雜圖象時(shí)，隨機(jī)采樣仍需計(jì)算大量的無(wú)效單元，造成大量無(wú)效積累，從而導(dǎo)致計(jì)算量過(guò)大。為了更好地在工業(yè)中應(yīng)用，本文對(duì)基于隨機(jī)Hough變換的圓檢測(cè)方法進(jìn)行了研究，提出兩種圓檢測(cè)算法，通過(guò)理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證算法的可行性和有效性，并將其應(yīng)用于陶瓷套圈同心度的檢測(cè)中。本文主要進(jìn)行了以下五個(gè)方面研究： (1) 圖象除噪。 在圖

3、象的采集、獲取、編碼和傳輸工程中，圖象在不同程度上被可見(jiàn)或不可見(jiàn)的噪聲干擾，這些噪聲在一定程度上會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。根據(jù)空域?yàn)V波原理，通過(guò)改進(jìn)高斯模板，得到一個(gè)除噪模板，利用該模板能有效去除圖象的背景噪聲。 (2) 邊緣檢測(cè)。 同心度檢測(cè)系統(tǒng)中圖象的獲取是通過(guò)攝象頭拍攝得到的，由于光照不均勻及光照強(qiáng)度變化等因素的干擾，通過(guò)比效幾種邊緣檢測(cè)算法，本文選取Canny算子作為邊緣檢測(cè)算子。 (3) 快速隨機(jī)Hough變換圓檢測(cè)

4、算法。 隨機(jī)Hough變換是檢測(cè)圓的一種有效方法，但在處理隨機(jī)采樣時(shí)帶來(lái)大量無(wú)效積計(jì)算，導(dǎo)致計(jì)算量過(guò)大。本文提出一種快速的隨機(jī)Hough變換圓檢測(cè)算法，對(duì)圓的檢測(cè)計(jì)算從三方面進(jìn)行研究，確認(rèn)圓時(shí)能較好地排除非圓上的點(diǎn)，通過(guò)化簡(jiǎn)計(jì)算能更快地判斷當(dāng)前點(diǎn)是否為圓上的點(diǎn)，不需對(duì)所有可能落在圓上的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算。 (4)基于隨機(jī)Hough變換的快速多圓檢測(cè)算法。 針對(duì)隨機(jī)Hough變換有效采樣率低的缺點(diǎn)，提出一種基于隨機(jī)Hough

5、變換的快速多圓檢測(cè)算法。除去三類常見(jiàn)噪聲點(diǎn)，通過(guò)隨機(jī)采樣到的一點(diǎn)按照一定規(guī)則搜索另外兩點(diǎn)來(lái)確定候選圓，用原始圖象對(duì)候選圓進(jìn)行證據(jù)積累以判斷是否為真圓。 (5)基于圓檢測(cè)技術(shù)的同心度檢測(cè)系統(tǒng)。 目前大尺寸元器件同心度檢測(cè)技術(shù)已比較成熟，但精度低，價(jià)格昂貴，不能直接應(yīng)用于微小型元器件檢測(cè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)微小型元器件的檢測(cè)技術(shù)尚處于起步階段，主要依賴國(guó)外進(jìn)口產(chǎn)品。本文對(duì)陶瓷套圈同心度檢測(cè)進(jìn)行了研究，通過(guò)控制均勻采樣提高檢測(cè)精度，應(yīng)用本

6、文的圓檢測(cè)算法進(jìn)行計(jì)算，提高了計(jì)算速度，取得了較好的效果。 論文中的算法取得了如下結(jié)果： (1) 除噪算法計(jì)算速度快，能有效去除圖象的背景噪聲，有較好的應(yīng)用價(jià)值。 (2) 快速隨機(jī)Hough變換圓檢測(cè)算法有效地減少了計(jì)算量，檢測(cè)時(shí)間僅為RHT的1/5。另外，該算法還可與其它的改進(jìn)算法相結(jié)合得到性能更優(yōu)的算法，具有更廣泛的應(yīng)用價(jià)值。 (3)基于隨機(jī)Hough變換多圓快速檢測(cè)算法較其他算法能更快地檢測(cè)出圖象中的多個(gè)