基于Hough变换的直线提取与匹配

摘要

直线是遥感图像的重要纹理特征,直线的提取与匹配在三维重建领域中起着重要的作用。本文采用边缘检测方法提取边缘点,并通过Hough变换准确的提取直线信息应用于直线匹配,研究直线匹配算法以助于后续三维重建工作的准确完成。论文的主要研究工作体现在以下几个方面:(1)论述了边缘检测的基础理论,归纳并评述了边缘检测的几种主要方法和几种边缘检测算法优缺点及其适用的影像类型。(2)研究Hough变换的基础理论,提出充分利用Hough变换的参数空间数据,在Hough变换的峰值检测过程中与清零法相结合,通过设置阈值消除过连接直线以及伪直线的产生,检测出具有确定端点和长度的直线。(3)针对直线提取算法的不足,提出自适应中值滤波、邻域运算,以及将灰度边缘图像转换为二值图像,以提高直线提取的抗噪性能和提取速度。(4)本文充分利用了直线支持区域的灰度特征,引入核线约束对直线进行匹配。拟解决由于光照、遮挡、视场约束和相似景物点产生的相似直线所导致的计算区域的描述相似度度量的问题。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题的来源及研究目的和意义

1.1.1 课题的来源

1.1.2 课题的研究目的和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 边缘检测的研究现状

1.2.2 直线提取的研究现状

1.2.3 直线匹配的研究现状

1.3 本文技术路线及研究内容

1.3.1 技术路线

1.3.2 论文的内容安排

2 边缘检测与算法实现

2.1 引言

2.2 梯度边缘检测算子

2.2.1 梯度

2.2.2 Robert 边缘检测算子

2.2.3 Sobel 边缘检测算子

2.2.4 Prewitt 边缘检测算子

2.3 二阶微分边缘检测算子

2.4 最优边缘检测算子

2.4.1 LOG 算子

2.4.2 Canny 边缘检测算法

2.5 实验与分析

2.5.1 边缘提取实现

2.5.2 实验分析与结论

2.6 本章小结

3 Hough 变换

3.1 Hough 变换的发展及应用

3.2 Hough 变换原理

3.2.1 Hough 变换基本原理

3.2.2 标准Hough 变换

3.3 传统Hough 变换存在的问题

3.4 改进的Hough 变换

3.5 本章小结

4 基于Hough 变换的直线提取

4.1 图像预处理

4.1.1 引言

4.1.2 邻域运算

4.1.3 自适应中值滤波

4.1.4 消除噪声

4.2 边缘提取

4.3 二值化处理

4.4 基于Hough 变换的直线提取

4.4.1 直线提取的实现

4.4.2 直线提取结果分析

5 直线匹配

5.1 引言

5.2 直线匹配的数学原理

5.3 直线匹配的理论基础

5.3.1 直线匹配的关键技术

5.3.2 直线匹配的核线约束

5.4 直线匹配技术

5.4.1 直线匹配中的困难

5.4.2 直线匹配算法流程

结论

参考文献

作者简历

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