專利名稱：一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
角點(diǎn)檢測(cè)是一種常見的圖形處理技術(shù)，通常角點(diǎn)被定義為曲線上曲率較大的點(diǎn)， 曲率較小的點(diǎn)稱為平緩點(diǎn)?，F(xiàn)有的圖形角點(diǎn)檢測(cè)方法分為兩類，一類是把圖形輪廓用曲線擬合出來，找出其中曲率大的點(diǎn)，這種方法需要計(jì)算量較大；一類是通過計(jì)算每個(gè)點(diǎn)的角點(diǎn)強(qiáng)度來提取角點(diǎn)，這種方法容易受到噪聲干擾，可靠性較低。直線擬合具有運(yùn)算量不大、檢測(cè)及定位性能好等優(yōu)點(diǎn)，但是在各點(diǎn)曲率相近時(shí)容易把平緩點(diǎn)判斷為角點(diǎn)，準(zhǔn)確性不足。當(dāng)一個(gè)頂點(diǎn)的角點(diǎn)強(qiáng)度比較小，但其兩側(cè)各點(diǎn)的分布極為平坦時(shí)，該點(diǎn)在視覺上也應(yīng)被視為角點(diǎn)，這種頂點(diǎn)可稱之為“弱角點(diǎn)”。例如某點(diǎn)往前是很長(zhǎng)一段直線段，往后也是很長(zhǎng)一段直線段，兩段線段在該處的夾角卻很平緩(如165度)，當(dāng)兩段線段都很長(zhǎng)的時(shí)候， 該點(diǎn)在視覺上應(yīng)被視為角點(diǎn)?，F(xiàn)有的各種角點(diǎn)檢測(cè)算法，未考慮該因素，無法判斷這類“弱角點(diǎn)”，同樣存在準(zhǔn)確性不足的問題。有些實(shí)際情況下，得到角點(diǎn)之后需要對(duì)角點(diǎn)進(jìn)行一定的偏移，獲得更具實(shí)際用途的角點(diǎn)，比如要對(duì)兩個(gè)角點(diǎn)之間的內(nèi)容進(jìn)行曲線擬合等。現(xiàn)有技術(shù)沒有給出實(shí)現(xiàn)上述偏移的方法，影響了角點(diǎn)檢測(cè)的可用性。存在著一些點(diǎn)，在精度高的時(shí)候是角點(diǎn)，在精度低的時(shí)候則是平滑點(diǎn)。在對(duì)圖形的使用過程中，對(duì)于圖形各個(gè)部位，是否為角點(diǎn)的準(zhǔn)則也不盡相同，現(xiàn)有技術(shù)沒有對(duì)此進(jìn)行區(qū)分，同樣影響了角點(diǎn)檢測(cè)的可用性?？傮w而言，現(xiàn)有技術(shù)中的角點(diǎn)檢測(cè)存在計(jì)算量較大、可靠性和準(zhǔn)確性不足、可用性不夠等問題，對(duì)于這些問題，目前尚未提出有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法和系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中角點(diǎn)檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性不足的問題，本發(fā)明的其他目的在于提高角點(diǎn)檢測(cè)的可用性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法。本發(fā)明的檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法包括對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合；根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)。進(jìn)一步地，在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合包括在每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點(diǎn)并根據(jù)選擇的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，所述選擇的頂點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。進(jìn)一步地，根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)包括根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度確定該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，若該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度內(nèi)，該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點(diǎn)，確定該點(diǎn)為角點(diǎn)。進(jìn)一步地，根據(jù)所述射線擬合得到的各頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角以及相鄰頂點(diǎn)之間的距離確定所述圖形的角點(diǎn)之后，還包括對(duì)所述圖形的角點(diǎn)進(jìn)行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點(diǎn)修正所述圖形的角點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)。本發(fā)明的檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)包括預(yù)處理模塊，用于對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；射線擬合模塊，用于在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合；角點(diǎn)確定模塊，用于根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的
^^ ； ο進(jìn)一步地，所述射線擬合模塊還用于在每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點(diǎn)并根據(jù)選擇的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，所述選擇的頂點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。進(jìn)一步地，所述角點(diǎn)確定模塊還用于根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度確定該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，若該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度內(nèi)，該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點(diǎn)，確定該點(diǎn)為角點(diǎn)。進(jìn)一步地，所述系統(tǒng)還包括修正模塊，用于對(duì)所述圖形的角點(diǎn)進(jìn)行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點(diǎn)修正所述圖形的角點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，根據(jù)精度將圖形以線段表達(dá)，針對(duì)線段端點(diǎn)即處理之后的圖形的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，從而避免了噪聲干擾，提高了角點(diǎn)確定的可靠性；采用射線擬合的方式并且根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線的夾角和相鄰頂點(diǎn)之間的距離確定圖形的角點(diǎn)，從而在有較小計(jì)算量的同時(shí)保證角點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確性。在本實(shí)施例中根據(jù)直線擬合的結(jié)果對(duì)角點(diǎn)進(jìn)行修正，使角點(diǎn)得到一定程度的偏移，有助于提高角點(diǎn)的可用性。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法的主要流程示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的射線擬合與現(xiàn)有技術(shù)中的直線擬合進(jìn)行對(duì)比的示意圖；圖3A、圖;3B和圖3C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度與角點(diǎn)判斷的關(guān)系的示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)的主要模塊示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法的主要流程示意圖，如圖1所示， 該方法主要包括如下步驟步驟Sll 對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；步驟S12 在處理后的圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合；步驟S13 根據(jù)射線擬合的結(jié)果確定圖形的角點(diǎn)。
步驟Sll中的線段長(zhǎng)度根據(jù)要求的計(jì)算精度確定。以線段表達(dá)圖形之后，線段的端點(diǎn)成為圖形的頂點(diǎn)，其中一些頂點(diǎn)將在后續(xù)步驟中被確定為角點(diǎn)。上述步驟中采用了計(jì)算量與直線擬合接近的射線擬合，并且相比較于直線擬合來說，射線擬合能夠更加準(zhǔn)確地確定角點(diǎn)，以下結(jié)合圖2對(duì)此加以說明。如圖2所示，圖2是本發(fā)明實(shí)施例的射線擬合與現(xiàn)有技術(shù)中的直線擬合進(jìn)行對(duì)比的示意圖，該圖中，根據(jù)圖形20上的一點(diǎn)N進(jìn)行射線擬合得到射線23和射線M ；進(jìn)行直線擬合得到直線21和直線22，交點(diǎn)為M點(diǎn)。從圖2可以看出使用射線擬合得到的角點(diǎn)強(qiáng)度比直線擬合的角點(diǎn)強(qiáng)度更準(zhǔn)確，并且可以在此基礎(chǔ)上收集射線擬合相似度和射線擬合長(zhǎng)度以供進(jìn)一步使用，還可以避免直線擬合導(dǎo)致的交點(diǎn)不在圖形上帶來的角點(diǎn)判斷的誤差。在進(jìn)行射線擬合時(shí)根據(jù)對(duì)角點(diǎn)判斷的精度的要求，選擇盡可能多的點(diǎn)進(jìn)行擬合， 這樣能夠盡量準(zhǔn)確地反映頂點(diǎn)附近的圖形的形狀，從而更加準(zhǔn)確地確定角點(diǎn)。在計(jì)算中可以逐漸增加參與擬合的頂點(diǎn)，在每次擬合之后檢查各個(gè)參與擬合的點(diǎn)至本次擬合得到的射線的距離，根據(jù)上述精度判斷該距離是否超出范圍，若是，則將本次擬合得到的射線作為擬合結(jié)果，否則增加參與擬合的頂點(diǎn)然后進(jìn)行射線擬合。角點(diǎn)強(qiáng)度不僅僅取決于射線夾角的大小，而且射線擬合的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度也影響該頂點(diǎn)是否為角點(diǎn)。這主要基于人的視覺習(xí)慣。圖3A、圖;3B和圖3C是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度與角點(diǎn)判斷的關(guān)系的示意圖。如圖3A、圖;3B和圖3C所示， 三個(gè)圖中的射線夾角都是165度，但是從視覺習(xí)慣上看，只有圖3A應(yīng)為角點(diǎn)。在本發(fā)明中， 以射線擬合的擬合相似度和擬合長(zhǎng)度來模擬視覺習(xí)慣。圖3A的擬合相似度極高，兩側(cè)幾乎都是直線，擬合長(zhǎng)度也很長(zhǎng)，被判斷為角點(diǎn)；圖3B的擬合相似度不高，擬合極短，被判斷為平滑點(diǎn)；圖3C的擬合相似度很高，擬合長(zhǎng)度極短，被判斷為平滑點(diǎn)。在一些應(yīng)用中需要對(duì)角點(diǎn)附近的圖形作出修改，使該處的尖角顯得更突出，此時(shí)可以根據(jù)直線擬合的結(jié)果對(duì)射線擬合確定的角點(diǎn)進(jìn)行修正?？蓞⒖紙D2，例如N點(diǎn)被確定為角點(diǎn)，在修正該角點(diǎn)時(shí)可以將其向M點(diǎn)移動(dòng)一個(gè)距離，例如0. 3至0. 5個(gè)像素；如果M點(diǎn)距離N點(diǎn)非常近，也可以將M點(diǎn)取代N點(diǎn)。對(duì)于包含光滑曲線的圖形，在光滑曲線處如果根據(jù)直線擬合來確定角點(diǎn)，會(huì)在該曲線上確定出多個(gè)角點(diǎn)，這顯然是不合理的。為了避免出現(xiàn)這種錯(cuò)誤，在步驟S13中，具體可以是先判斷頂點(diǎn)兩側(cè)擬合得到的射線的夾角，若該夾角小于預(yù)設(shè)值，并且該夾角小于該頂點(diǎn)前方和后方預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的各頂點(diǎn)兩側(cè)射線的夾角，則確定該頂點(diǎn)是角點(diǎn)，否則確定該頂點(diǎn)不是角點(diǎn)。因?yàn)樵诠饣€部分，經(jīng)過步驟Sll的處理之后各頂點(diǎn)兩側(cè)射線夾角比較接近， 所以按照上述方式，有助于避免將光滑部分的點(diǎn)確定為角點(diǎn)。例如對(duì)于圓弧，使用線段表達(dá)之后，每個(gè)頂點(diǎn)兩側(cè)的射線夾角相等，則這些頂點(diǎn)都不是角點(diǎn)。對(duì)于其他光滑曲線，只有可能在曲率最大的位置附近確定出角點(diǎn)。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)的主要模塊示意圖。如圖4所示， 檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)40主要包括預(yù)處理模塊，用于對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；射線擬合模塊，用于在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合；
角點(diǎn)確定模塊，用于根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)。射線擬合模塊還可用于在每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點(diǎn)并根據(jù)選擇的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，所述選擇的頂點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。角點(diǎn)確定模塊還可用于根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于預(yù)設(shè)角度值并且與兩個(gè)相鄰頂點(diǎn)之間距離都大于第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度值，確定該頂點(diǎn)為角點(diǎn)。角點(diǎn)確定模塊還可用于針對(duì)所述圖形的各個(gè)頂點(diǎn)，計(jì)算頂點(diǎn)兩側(cè)射線的夾角；若頂點(diǎn)兩側(cè)射線的夾角小于預(yù)設(shè)值，并且該夾角小于該頂點(diǎn)前方和后方預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的各頂點(diǎn)兩側(cè)射線的夾角，則確定該頂點(diǎn)是角點(diǎn)，否是確定該頂點(diǎn)不是角點(diǎn)。檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)40還可包括修正模塊(圖中未示出)，用于對(duì)圖形的角點(diǎn)進(jìn)行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點(diǎn)修正圖形的角點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，根據(jù)精度將圖形以線段表達(dá)，針對(duì)線段端點(diǎn)即處理之后的圖形的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，從而避免了噪聲干擾，提高了角點(diǎn)確定的可靠性；采用射線擬合的方式并且根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線的夾角和相鄰頂點(diǎn)之間的距離確定圖形的角點(diǎn)，從而在有較小計(jì)算量的同時(shí)保證角點(diǎn)判斷的準(zhǔn)確性。在本實(shí)施例中根據(jù)直線擬合的結(jié)果對(duì)角點(diǎn)進(jìn)行修正，使角點(diǎn)得到一定程度的偏移，有助于提高角點(diǎn)的可用性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法，其特征在于，包括 對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合； 根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合包括在每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點(diǎn)并根據(jù)選擇的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，所述選擇的頂點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)包括根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度確定該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值， 若該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度內(nèi)，該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點(diǎn)，確定該點(diǎn)為角點(diǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)角度值根據(jù)所述射線擬合的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述射線擬合得到的各頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角以及相鄰頂點(diǎn)之間的距離確定所述圖形的角點(diǎn)之后，還包括對(duì)所述圖形的角點(diǎn)進(jìn)行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點(diǎn)修正所述圖形的
6.一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)處理模塊，用于對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；射線擬合模塊，用于在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合；角點(diǎn)確定模塊，用于根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述射線擬合模塊還用于在每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點(diǎn)并根據(jù)選擇的頂點(diǎn)進(jìn)行射線擬合，所述選擇的頂點(diǎn)的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角點(diǎn)確定模塊還用于根據(jù)頂點(diǎn)兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長(zhǎng)度確定該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，若該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點(diǎn)的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長(zhǎng)度內(nèi)，該頂點(diǎn)兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點(diǎn)，確定該點(diǎn)為角點(diǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括修正模塊，用于對(duì)所述圖形的角點(diǎn)進(jìn)行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點(diǎn)修正所述圖形的角點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測(cè)圖形角點(diǎn)的方法和系統(tǒng)，主要用以解決現(xiàn)有技術(shù)中角點(diǎn)檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性不足的問題。該方法包括對(duì)圖形進(jìn)行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長(zhǎng)度區(qū)間的線段表達(dá)；在處理后的所述圖形的每個(gè)頂點(diǎn)處向前和向后分別進(jìn)行射線擬合；根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06T7/00GK102542558SQ20101061659
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者李宏亮, 李平立, 袁夢(mèng)尤 申請(qǐng)人:北京大學(xué), 方正國(guó)際軟件(北京)有限公司