基于hough变换的椭圆检测改进算法

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1、基于Hough变换的椭圆检测改进算法陆路1，梁光明2，丁建文3（1.湘潭大学信息工程学院，湖南湘潭411105；2.国防科学技术大学电子科学与工程学院，湖南长沙410075；3.爱威科技股份有限公司研发中心，湖南长沙410013）摘要：在背景复杂的图像中，针对多椭圆检测时椭圆中心定位不准、虚假椭圆过多的缺点，提出一种基于Hough变换的改进算法。该算法对参数空间和Hough变换计算的改进提高了椭圆检测的准确度，并利用参数方程判断候选椭圆的真假。实验结果表明，该检测方法具有较强地抗干扰能力，能够在复杂的环境中准确快速

2、地检测出多个椭圆。.jyqkax。遍历区域R，若某点统计值Q(x,y)>Rmax，则令Rmax=Q(x,y)，P(x,y)=0；若某点统计值Q(x,y)?Rmax，则令Q(x,y)=0。对处理完参数空间所有点之后，参数空间的非零点即是极大值点，每个极大值点对应一个候选椭圆中心。设求出的n个候选椭圆中心为Oi（i=1，2，…，n），对原参数空间H中的每个点O，在其区域R中寻找统计值大于阈值的点组成点集S，S满足：式中：比例系数λ=0.8，计算点集S的中心坐标O′即为椭圆中心的修正值：2.2Hough变换求解椭圆

3、参数为了更准确地计算椭圆参数，可采用Hough变换结合椭圆参数方程求解。在中心点Oi附近寻找关于中心点对称的边缘点进行采样存入数组Vi中。对于任意椭圆，设中心坐标为（x0，y0），椭圆长半轴长为a，椭圆短半轴长为b，椭圆倾斜角为θ。则参数方程为：将中心坐标Oi（x0，y0）带入椭圆方程式（5）中，从数组Vi中取出数据在三维空间中结合式（5）并采用Hough变换对a，b，θ进行量化投票统计，求出参数空间最大值对应的3个参数即为候选椭圆的a，b，θ。2.3虚假椭圆判断对于候选椭圆E（x0，y0，a，b，θ），任意点P（

4、x，y）落在椭圆上的判断公式如下：以点（x0，y0）为中心选取长方形区域D，D={(x,y)

5、

6、x-x0

7、}?a+2且

8、y-y0

9、?b+2。取T=0.1，若点P(x,y)∈D且满足式（6），则认为该点落在候选椭圆上。在区域D中计算原图中落在候选椭圆上的实际边缘点数目N1和组成候选椭圆的边缘点数目N2，因为组成椭圆的点数是随着a，b变化而变化的，所以应该以N1，N2的比值是否大于阈值λ来判断候选椭圆是否为真，即当N1N2>λ时，候选椭圆为真。3实验结果为验证本文算法检测结果，采用2组图片对本文算法与CMHT算法

10、进行了对比检测实验，重点对椭圆检测的准确度和速度进行考察。用Matlab7.6编程实现了本文算法。测试平台为普通PC机，CPU为PentiumE5300，2GB内存，操作系统为CLAUGHLINRA.Randomizedhoughtransform：ImprovedellipsedetectionizedHoughtransformexploitingconnectivity[J].PatternRecogni?tionLetters，1997（18）：77?85.[7]于海滨，刘济林.基于中心提取的RHT在椭圆检

11、测中的应用[J].计算机辅助设计与图形学学报，2007，19（9）：1107?1113.[8]屈稳太.基于弦中点Hough变换的椭圆检测方法[J].浙江大学学报：工学版，2005，39（8）：1132?1196.[9]黎自强，滕弘飞.基于局部搜索的多椭圆随机检测算法[J].计算机工程与应用，2006（12）：9?12.[10]周祥，孔晓东，曾贵华.一种新的基于Hough变换的椭圆轮廓检测方法[J].计算机工程，2007，33（16）：166?171.简介：陆路（1988—），男，湖南衡阳人，工程师，硕士。主要研究方

12、向为图像处理。梁光明（1970—），男，湖南涟源人，副教授，硕士生导师，博士。主要研究方向为图像处理、现代通信与信息安全。丁建文（1957—），男，湖南岳阳人。主要研究方向为机器视觉、检测识别。