数字图像中的hough变换应用--直线检测

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1、沈阳理工大学数字图像处理课程设计摘要为能够有效解决实时直线图形提取问题，提出了一种基于Hough变换(HT)的直线提取算法。它所实现的是一种从图像空间到参数空间的映射关系。由于具有一些明显优点和可贵性质，它引起了许多国内外学者和工程技术人员的普遍关注。由于其根据局部度量来计算全面描述参数，因而对于区域边界被噪声干扰或被其他目标遮盖而引起边界发生某些间断的情况，具有很好的容错性和鲁棒性。多年来，专家们对Hough变换的理论性质和应用方法进行了深入而广泛的研究，目前应用于生物医学、自动化和机器人视觉、空间技术和军事防御、办公自动化等各个方面。本次课称设计首先分析了数字图像中直线

2、边缘的三种结构特征，提出采用基元结构表示目标边缘点，并在约束条件下计算基元结构的基元倾角。在此基础上，结合传统的HT的思想对基元结构进行极角约束HT，以获得最终的直线参数。最后，再用MATLAB软件对该算法进行编程仿真。实验结果表明，对合成图像和自然图像，该算法能够有效的识别图像中的直线段。关键词：直线提取；Hough变换；MATLAB2沈阳理工大学数字图像处理课程设计目录1.课程设计的目的12.MATLAB简介及应用12.1MATLAB简介12.2MATLAB应用12.3MATLAB特点23.Hough变换原理23.1Hough变换的基本原理23.2Hough变换的不足之

3、处43.3Hough变换的应用44.Hough变换检测直线设计54.1Hough变换检测直线基本原理54.2Hough变换的几种基本算法64.3Hough变换算法的比较与选择74.4Hough变换检测直线的算法流程图94.5Hough变换检测直线算法的实现95.仿真结果及分析115.1仿真结果115.2结果分析14结论15参考文献162沈阳理工大学数字图像处理课程设计数字图像中的Hough变换应用——直线的检测1.课程设计的目的本次课程设计的目的在于提高发现问题、分析问题、解决问题的能力，进一步巩固数字图像处理系统中的基本原理与方法。熟悉掌握一门计算机语言，可以进行数字图像

4、的应用处理的开发设计。综合运用MATLAB软件实现图像高通滤波程序设计最终达到以下目的：1)通过课程设计把自己在大学中所学的知识应用到实践当中。2)深入了解利用Matlab设计FIR数字滤波器的基本方法。3)在课程设计的过程中掌握程序编译及软件设计的基本方法。4)提高自己对于新知识的学习能力及进行实际操作的能力。锻炼自己通过网络及各种资料解决实际问题的能力。2.MATLAB简介及应用2.1MATLAB简介MATLAB是美国MathWorks公司出品的商业数学软件，用于算法开发、数据可视化、数据分析以及数值计算的高级技术计算语言和交互式环境，主要包括MATLAB和Simuli

5、nk两大部分。MATLAB是矩阵实验室（MatrixLaboratory）的简称，和Mathematica、Maple并称为三大数学软件。它在数学类科技应用软件中在数值计算方面首屈一指。MATLAB可以进行矩阵运算、绘制函数和数据、实现算法、创建用户界面、连接其他编程语言的程序等，主要应用于工程计算、控制设计、信号处理与通讯、图像处理、信号检测、金融建模设计与分析等领域。2.2MATLAB应用MATLAB产品族可以用来进行以下各种工作：15沈阳理工大学数字图像处理课程设计1)数值分析2)数值和符号计算3)工程与科学绘图4)控制系统的设计与仿真5)数字图像处理技术6)数字信号

6、处理技术7)通讯系统设计与仿真8)财务与金融工程MATLAB的应用范围非常广，包括信号和图像处理、通讯、控制系统设计、测试和测量、财务建模和分析以及计算生物学等众多应用领域。附加的工具箱（单独提供的专用MATLAB函数集）扩展了MATLAB环境，以解决这些应用领域内特定类型的问题。1.1MATLAB特点此高级语言可用于技术计算1)此开发环境可对代码、文件和数据进行管理2)交互式工具可以按迭代的方式探查、设计及求解问题3)数学函数可用于线性代数、统计、傅立叶分析、筛选、优化以及数值积分等4)二维和三维图形函数可用于可视化数据5)各种工具可用于构建自定义的图形用户界面6)各种函

7、数可将基于MATLAB的算法与外部应用程序和语言（如C、C++、Fortran、Java、COM以及MicrosoftExcel）集成7)不支持大写输入，内核仅仅支持小写。2.Hough变换原理2.1Hough变换的基本原理Hough变换是一种使用表决原理的参数估计15沈阳理工大学数字图像处理课程设计技术。其原理是利用图像空间和Hough参数空间的点－线对偶性，把图像空间中的检测问题转换到参数空间。通过在参数空间里进行简单的累加统计，然后在Hough参数空间寻找累加器峰值的方法检测直线。Hough变换的实质是将图像