基于改进随机霍夫变换的直线提取算法

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1、基于改进随机霍夫变换的直线提取算法张炫杨艳武汉大学物理科学与技术学院摘要：针对Hough变换存在的直线精度低，虚检漏检等问题，文中提出了一种基于随机Hough变换（RHT）的改进算法，利用RHT采样特性，结合一种提高采样有效性的方法，一方面减少RIIT无效投票来提高参数空间效率，另一方面避免虚假直线被检测，最后利用RHT结合最小二乘法提取真实的直线。实验结果表明：该算法提高了检测直线的精度，虚假直线被检测概率下降50%,抗噪声能力增强。关键词：Ilough变换;随机Hough变换;直线检测;最小二乘法;作者简介：张炫（1992-），男，硕士研究生，研究方向为图像处理。

2、收稿日期:2017-03-28基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）（2011CB707-900）StraightTineextractionalgorithmbasedonimprovedrandomizedHoughtransformZHANGXuanYANGYanSchoolofPhysicsandTechnology,WuhanUniversity;Abstract：WithregardtotheHoughtransformforlowaccuracyindetecting,extractingdummylinesandsoon,thispaperpro

3、posedbasedonimprovedrandomHoughtransform(RHT),usingRHT'scharacteristicinrandomsampling,thencombiningwiththemethodtoincreasetheeffectivenessofsampling.Ontheonehand,itreducesinvalidsamplestoimprovethespaceefficiency,ontheotherhand,itachievesthepurposeofavoidingthedummystraightlinetobedete

4、cted.Finally,usingRHTandtheleastsquaremethoditdeterminedreallines.Theexperimentsresultshowsthattheimprovedalgorithmimprovestheaccuracyofdetectingastraightline,effectivelyreduces40%possibilityofdummy1inedetected,andenhancestheabilityofanti-noise・Keyword：Houghtransfonn;randomHoughtransfor

5、m;straight-linedetection;leastsquaremethod;Received：2017-03-280引言在图像处理领域和计算机视觉领域，直线检测是一个重要的基础技术问题，被广泛应用于卫星遥感、航拍图像、车道识别、I矢学图像诊断等领域［1-8］。在已有的直线检测算法中，1962年提出的经典Hough变换算法（HT）被广泛使用口具有很好鲁棒性和准确性，但其存在缺点如下：内存消耗大，运行速度慢;参数空间阈值需人工设置;参数空间的峰值点被次峰值点包围，难以确定正确的峰值。将阈值设置过大，检测过程可能会受到噪声的干扰，检测出虚假直线；阈值设置过小，可能

6、会漏检测直线;无法确定直线的端点、长度和宽度。目前对Hough变换改进算法上主要集中在减少内存消耗提高时效性上，如其中代表性的随机Hough变换（RHT）,该算法是将空间任意N点映射到Hough参数空间上，一旦Ibugh参数空间某个点的投票达到阈值，就提取直线，由于不需要准备Ilough参数空间而降低了内存的消耗（一般采用链表结构保存），运算速度较于经典Hough变换提高很多，但在处理复杂图像上，会引入大量无效采样的缺点上引发学者的思考，文献［10］通过将空间矩与Hough变换结合，将计算参数空间点的随机采样点减少到一个，大大减少了无效采样和累积;文献［11］提岀最小

7、二乘法与Ilough变换结合，该算法首先通过Ilough变换找到可能性的直线，然后用最小二乘法确定回归的直线参数，并提出双点移除的p最小二乘法，提高了检测直线的精度和检测率，但存在失效临界点的问题;文献［12］通过命题的方式讨论了参数空间下最小步长的问题，揭示了图像均匀噪声在Hough参数空间分布不均匀导致了检测的效果取决于直线位置和方向对噪声的影响程度，并提岀一条直线通过多少网格点才会被认为是真正直线的经典命题。针对直线精度低，虚检漏检等问题，本文基于随机Hough变换（RHT）在随机采样的两点中采用一种两阶段交叉扫描的方法来改善RHT本身引入无效