计算机视觉课程设计基于矩形物体的旋转角度测量

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1、霾山｛轡课程设计说明书题目:基于矩形物体的旋转角度测量学院（系）电气工程学院—年级专业：学号：13010302001301030200学生姓名：—指导教师：教师职称：讲师—燕山大学课程设计（论文）任务书院（系）：电气工程学院基层教学单位：仪器科学与工程系学号学生姓名专业（班级）设计题目9基于矩形物体的旋转角度测量设计技术参数根据图像处理的知识，确定图像小矩形物体的旋转角度，尽量使用较多的方法实现，并且比较每种方法的处理速度。设计要求设计确定图像屮炬形物体的旋转介度，尝试不同的定位方法，并进行比较。设

2、计中应具有自己的设计思想、设计体会。工作量在这五天里分别用了两种矩形识别算法，五种旋转角度测量算法，通过不同算法的比较，获得结论。工作计划笫一、笫二天，网上查找资料，熟悉熟悉MATLABo第三天，进行矩形物体识别及简单方法测量旋转角度。第四、五天，多种方法实现旋转角度测量，并撰写报告。参考资料1、数字图像处理学电了工业出版社贾永红20032、数字图像处理（Matlab版）电子工业出版社冈萨雷斯20063、其他数字图像处理和matlab编程方面的枯籍及相关学习资料指导教师签字基层教学单位主任签字说明：

3、此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。2016年12月22日燕山大学课程设计评审意见表指导教师评语:正确完裨完客认"件理.轮为合理T作态悝较认抚理论分忻方法设计.般不认H.“，成绩：指导教师：年月日答辩小组评语：基木芈拥原理rw设计蜻论基本正确不活她成绩：评阅人：年月日课程设计总成绩：答辩小组成员签字:年月LI摘要本文主要研究対矩形物体旋转角度的测量，并H比较每种方法的处理速度。通过对图像的滤波、二值化、边框的识别等等操作，完成对矩形物体的角度测量。本文采用五种方法分别对同一个矩形

4、物体进行旋转角度测量，并比较其处理时间。五种方式分别为，边缘直线角度测量、对角线角度测量、矩形内部标准角度测量、角点边缘角度测量、垂线角度测量。关键词：图像处理二值化旋转角测量定位识别目录第一章矩形物体的识别11、图像滤波12、图像的边缘检测23、图像的二值化处理34、图像的区域选择及处理4第二章旋转角度的测量61＞边缘直线角度测量62、对角线角度测量83、矩形内部标准角度测量94、角点边缘角度测量105、垂线角度测量11第三章算法时间的比较15参考文献16附录一171、边缘直线角度测量程序172、

5、对角线角度测量程序173、矩形内部标准角度测量程序184、角点边缘角度测量程序195、二值化■垂线角度测量程序236、Soble-垂线角度测量程序2426附录二第一章矩形物体的识别1、图像滤波图1丄1图像滤波前处理效果图1」・2滤波示的图像通过图像的处理，对矩形物体的识别，我们采取两个方法。一种是边缘检测，一种是二值化处理。通过图1.1.1和图1.1.2可以明显看出，图像中除了矩形物体外，有很多噪声口点。由于噪声为椒盐噪声，我们采用中值滤波，既不会影响我们后续边缘的检测，也可以很好的除去噪声。2、图

6、像的边缘检测对于矩形物体的识别，我们采用一阶边缘检测算法soble算子。从图1.1可知图像并不是理想图像，其中冇很多噪声，而且后续需要对边缘进行处理。耍求其边缘不耍太粗、尽量连通，否则影响后续的角度的误差。所以我们选择Tsoble算子，它可以很好的检测出边缘效果。图1.2.1和图1.2.2为检测前和检测后的图像。图1.2.1原始图像图1.2.2soble算子检测图像3、图像的二值化处理由于所给图像背景和所识别的图像颜色差别明显，凡苗景颜色单一。所以可以直接选取合适的阈值对图像进行二值化处理。即可以很

7、好的识别矩形物体，如图1.3.1所示。图131二值化后图像4、图像的区域选择及处理从图1.2.2和图1.3.1可以看出图像中除了我们要后续处理的矩形物体外，边缘还有其他干扰，因为最终我们只对矩形物体处理，所以我们需耍进行区域选择，选择我们感兴趣的区域进行后续处理。图1.4.1和图1.4.2为处理前后的图像。图141区域选择前图像图142区域选择后图像第二章旋转角度的测量1＞边缘直线角度测量对于这种方法，我们首先对图像按照第一章所介绍的方法进行处理。识别矩形物体如图2.1.Io图2丄1识别矩形物体其次

8、，我们对整个图片像素进行处理，获得矩形物体最左边边缘。如图2.1.2所示图2.1.2左侧边缘图像获得左侧边缘后，我们可以对直线进行操作，选取直线上面的两个点，求其斜率，即为所求矩形旋转角度。如图2.1.3所示，红色直线为选取两点绘制的直线。kl二-0.4图2.1.3选取求解直线图像2、对角线角度测量这种方法主耍思想是通过获得矩形物体的对顶角，求对角线斜率，获得矩形旋转角度。首先，识别矩形物体如图2.1.1所示其次，通过对像索处理，判断第一个像素领域满足，上方、左方、右