基于Windows Mobile嵌入式系統(tǒng)的類圓管材識別與計數(shù)系統(tǒng)研究

在圖像的灰度直方圖上，背景和目標物的灰度值有明顯差別，它們各自形成波峰，在雙峰之間的最低谷就是圖像的分割閾值。圖4所示就是圖像的灰度直方圖。但是，對于灰度直方圖中波峰不明顯或波谷比較平坦的圖像，該方法的閾值分割效果并不是很好。圖5所示為閾值分割處理之后的圖像。

4 Hough變換與橢圓的計數(shù)

4.1 Hough變換

Hough變換在圖像處理中經(jīng)常被用于圖像增強和分割后提取目標的邊緣信息。其基本思想是將圖像從空間域變換到參數(shù)空間，再用大多數(shù)邊界點滿足的某種參數(shù)形式來描述圖像中的曲線。假設在x-y平面檢測并確定了一個圓的參數(shù)，圖像中待檢測圓點的集合為{(xi，yi)，i=1，2，3，…，n)，其中(x，y)為該集合中的一點，那么，它在參數(shù)坐標系(a，b，r)中的解析式為：

該解析式對應的曲面為三維錐面。圖像中任意確定的一點均有參數(shù)空間的一個三維錐面與之對應。對于圓周上的任一點{(xi，yi)1，2，3，…，n}，這些三維錐面將構成圓錐面簇，具體如圖6所示。

若集合中的點均在同一個圓周上，則這些圓錐面簇相交于參數(shù)空間上的某一點，該點恰好對應于圖像平面的圓心坐標及圓的半徑。Hough變換在計算上可將參數(shù)空間進一步分割為累加器單元A(i,j,k)，并先使累加器單元置零，然后根據(jù)式(4)對參數(shù)作相應循環(huán)。如果一個α(i)值得到相應的b(j)，r(k)，則令A(i，j，k)=A(i，j，k)+1。最后對每個累加器進行比較，找到最大值累加器，那么，該累加器所對應的參數(shù)值(a，b，r)，就是在平面上所要檢測的圓的圓心及半徑。

4.2 橢圓計數(shù)

一般的，若二次曲線：

且b2-ac0。則此二次曲線為橢圓。在處理復雜圖像時，由于橢圓需要5個參數(shù)才能被檢測出來，而這會引入大量的無效采樣，導致無效參數(shù)計算，并對無效參數(shù)分配單元進行累積，從而導致系統(tǒng)資源的浪費。故此選用RHT(隨機Hough變換)并采用多到一的映射，這樣可避免傳統(tǒng)Hough變換一到多映射的巨大計算量。

源圖像有N個大小為q點的圓，還有n個由于噪聲或高頻細節(jié)產(chǎn)生的非圓上點，因此，隨機采樣所得的三點落在同一個圓上的概率為：

如果沒有噪聲等噪點存在(即n=0)，則式(7)可以簡化為：