摘 要

直线检测技术在图像处理中有着重要的作用与研究意义。本文的研究内容就是手机图像中的直线检测。手机的使用越来越广泛，其中手机图片也越来越多，对其的研究也变得很重要。直线检测在诸多的领域都发挥着其不可或缺的作用与意义，在图像处理研究中，直线检测经常在图像高层处理，如立体匹配、目标跟踪、物体识别等，所以直线的检测和提取对于图像工程有着十分重要的意义，它可以奠定后面处理图像的基础。

论文主要研究了图像处理中的Hough直线检测方法，实现了手机图像中提取直线特征的算法。本文实验研究中使用了全局迭代法实现了对图像的二值化，并且用Canny算子提取了图像的边缘检测图。本文主要对图像处理技术中的直线检测算法进行了研究，第一步完成了传统Hough变换提取直线的算法，第二步在原有的传统Hough变换的直线检测上加入了对图像的膨胀和形态学滤波处理，改进提高其检测直线的精确度，实现了基于形态学处理的Hough直线检测，第三步是在R、G、B空间中分别进行Hough变换提取直线最后将检测结果融合，完成了基于R、G、B空间中的Hough直线检测。本文的研究结果中表明传统的Hough变换直线检测算法对图像进行检测的结果不是很正确，对其进行改进可以使得检测结果效率更好，检测得到的直线也会更准确。

关键词：直线检测；Hough变换；形态学处理；RGB模型

Abstract

Linear detection technology in the image processing has an important role and research significance. The research content of this paper is the straight line detection in mobile phone image. The use of mobile phones more and more widely, of which more and more mobile phone pictures, its research has become very important. In the field of image processing, straight-line detection is often done in high-level image processing, such as stereo matching, target tracking, object recognition, etc., so the straight line detection and extraction of the line detection and extraction for the Image engineering has a very important significance, it can lay the foundation behind the image processing.

This paper mainly studies the Hough straight line detection method in image processing, and realizes the algorithm of extracting straight line feature in mobile phone image. In this paper, the global iterative method is used to realize the binarization of the image, and the edge detection pattern of the image is extracted by Canny operator. In this paper, we mainly study the linear detection algorithm in image processing technology. The first step is to complete the traditional Hough transform to extract the straight line algorithm. The second step is to add the image expansion and morphology to the original traditional Hough transform. And the Hough straight line detection based on morphological processing is realized. The third step is to extract the straight line in the R, G and B spaces respectively. Finally, the test results are merged, Horizontal detection of Hough in R, G, B space. The results of this paper show that the traditional Hough transform linear detection algorithm is not very correct for the detection of the image, and the improvement of the results can make the detection result more efficient and the detected straight line will be more accurate.

Key Words：Line detection；Hough transform；Morphological processing；RGB color model

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景与意义 1

1.2 国内外当前的研究现状 1

1.3 本课题的研究内容 3

第2章 手机图像的预处理及边缘检测 4

2.1 手机图像中的二值化处理 4

2.2 图像的形态学处理 7

2.3 边缘检测 10

第3章 直线检测算法的实现及改进 17

3.1 传统Hough变换检测直线 17

3.1.1 Hough变换基本原理 17

3.1.2 Hough变换直线检测算法的实现 18

3.2 基于形态学处理的Hough变换直线检测 21

3.3 在R、G、B空间中的Hough变换直线检测 23

第4章 总结与展望 28

参考文献 29

致 谢 30

第1章 绪论

1.1 课题的背景与意义

现如今的手机越做越好，其功能也在不断地进步，手机的使用也变得越广泛。手机所拍摄的照片也越清晰，有时我们在对手机的图像进行图像处理过程中，我们会需要将照片中的直线检测并提取出来以进行下一步的分析。图像处理中，有时候只是需要图像中的某一部分，这一区域部分我们把它叫做目标，这些目标部分一般都是图像中特别的，有着不同特性的区域，比如直线，圆等等。为了分析这些目标的特征，常常需要将相关目标区域从图像中提取出来，这样才可以对其进行进一步的研究与分析，例如特征提取与测量等^[1]。

直线在数学上有着简单的几何性质，直线同时也是任何物体的一个基本特征，它表示这个物体的边界，利用直线我们可以用来描绘日常生活中的许多事物，比如桌子，房屋、电线等。基本上，我们一般可以用直线和圆弧来表示任何物体的图像轮廓边缘，所以对物体形状轮廓边缘的一些图像处理的等技术都可以转变为对图像中的直线等基本元素的处理。而所谓的图像处理技术就是使用计算机将图像的信息进行各种加工处理以对到达我们的目^[2]。图像是作为人们用眼感知世界的一部分，是我们生活理解外界的基础，是我们得到外界信息的主要方法。图像中的直线特征有着重要的意义，这些直线特征是图像中灰度变化大的位置，它隔开了两个区域，所以对图像中直线特征进行检测与提取可以帮助我们理解图像的信息。直线检测技术在计算机视觉领域中是的一个基础技术，同时也是图像处理和模式识别中的重要内容。直线检测在图像识别，医学、天文学图像分析等许多的领域都有十分重要的研究与应用^[3]。在图像处理研究中，直线检测经常应用于图像高层处理，如立体匹配、目标跟踪、物体识别等，所以直线的检测和提取对于图像工程有着十分重要的意义，它可以奠定后面处理图像的基础。

1.2 国内外当前的研究现状

直线是数学形状中的基本构成，在微观的理论知识中，所有的图形全都可以用直线来表示。直线检测处理研究的主要应用就是为后面更加图像高层操作奠定了基础^[4]。在计算机的发展与图像处理技术的应用过程中，有许多的直线检测算法被研究出来，许多经典的直线检测算法都有着其对应的原理和优点，主要的直线检测算法有以下几种。