参考学习资料 集成 5 一种圆形颗粒检测的图像处理技术.pdf

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第l4卷第3期农业工程学报

1998年9月Transac6onsoftheCSAEv0L14NO．3

scpt．1998

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王丰元①周一呜

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摘要为进行圆形农业颗粒物料的分析与识别，根据图像处理的基本方法．设计了高效检测圆

形物体的算法，给出了算法的详细描述。与传统检测方法比较．该算法具有较高的计算效率和可靠

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关键词竺查壅苎．翌篓，苎苎竺墨墨一．钟孑)，馕

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计算机图像处理技术在农业工程中的研究、应用，国外从80年代初期开始]，国内近年

来也进行了一些基础性的应用研究口]。在种子加工、丸粒化生产和土壤颗粒结构分析及果品

形状检测等农产品加工和生产领域中，圆形颗粒及圆形物体特征参数的分析与识别是经常

遇到的问题。在图像处理及视觉识别的其它实际应用中，圆形物体也是一种比较通用的加工

处理对象，如在工厂生产中垫片、螺孔、灯座、车轮等的自动识别和安装，因而，根据工作实际

需要，在对哈夫变换技术研究的基础上，提出并试验研究了圆形物体检测的快速算法。

I哈夫变换的基本原理

哈夫变换是将图像空间中的线转换为参数空间中的点进行描述的方法。对于直线的变

换而言，将所有可能落在直线边界上的点进行统计计算，根据对数据统计的解释，确定该点

属于该直线的程度；该变换同样适用于圆形及广义形状物体的检测。

图la所示是，]坐标系中过点0，)的一条

直线，如果用p代表直线距原点的法线距离，为该

法线与轴的夹角，则可在参数空间[p，表示该

直线，即直线的哈夫变换为

p—c∞日+sin8(1)

在极坐标域中即是一个点，如图1b所示。

哈夫变换具有极强_的线检测能力和形状描述

能力，因而得到了较为广泛的研究和应用。对图像_囤¨la哈夫变换．．．的．基末D原』理．．}．．．}

中圆的检测通常采用基本的哈夫检测方法，采用过

．1Pn九ciPl。fH。ughna九。f0

任意点(，)的圆方程一般形式表示，即

(一X0)+(一帅)一。(2)

收稿日期：1998—05-1l

①王丰元．副教授，捎博市山东工程学院汽车分院，255012

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第3期王丰元、周一鸣：一种圆形颗粒检测的图像处理技术207

其中，需求解三个参数，即：。为圆心坐标，丸圆半径，这些参数形成了一个三维参数累

积器。通常在圆检测时，首先要利用边缘检测算子估计所有点的梯度幅值和梯度方向，如果

使用了边缘方向信息。则只有与此信息相一致的累积单元发生变化。尽管边缘方向信息的引

入可以减小计算量，但也容易造成一定的检测误差，即其检测线的精度受变换域离散间隔的

限制，且检测时未充分利用点的邻近信息，检测效率稍低，因而考虑在实际系统开发中的具

体问题，根据以往的研究_．。，本文设计了一种基于哈夫变换进行圆形物体高效检测的算法。

2圆形物体检测的基本原理

圆的方程可用与式(2)不同的另外一种方式表示为

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