專利名稱：一種檢測圖形角點的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種檢測圖形角點的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
角點檢測是一種常見的圖形處理技術(shù)，通常角點被定義為曲線上曲率較大的點， 曲率較小的點稱為平緩點。現(xiàn)有的圖形角點檢測方法分為兩類，一類是把圖形輪廓用曲線擬合出來，找出其中曲率大的點，這種方法需要計算量較大；一類是通過計算每個點的角點強度來提取角點，這種方法容易受到噪聲干擾，可靠性較低。直線擬合具有運算量不大、檢測及定位性能好等優(yōu)點，但是在各點曲率相近時容易把平緩點判斷為角點，準(zhǔn)確性不足。當(dāng)一個頂點的角點強度比較小，但其兩側(cè)各點的分布極為平坦時，該點在視覺上也應(yīng)被視為角點，這種頂點可稱之為“弱角點”。例如某點往前是很長一段直線段，往后也是很長一段直線段，兩段線段在該處的夾角卻很平緩(如165度)，當(dāng)兩段線段都很長的時候， 該點在視覺上應(yīng)被視為角點。現(xiàn)有的各種角點檢測算法，未考慮該因素，無法判斷這類“弱角點”，同樣存在準(zhǔn)確性不足的問題。有些實際情況下，得到角點之后需要對角點進行一定的偏移，獲得更具實際用途的角點，比如要對兩個角點之間的內(nèi)容進行曲線擬合等?，F(xiàn)有技術(shù)沒有給出實現(xiàn)上述偏移的方法，影響了角點檢測的可用性。存在著一些點，在精度高的時候是角點，在精度低的時候則是平滑點。在對圖形的使用過程中，對于圖形各個部位，是否為角點的準(zhǔn)則也不盡相同，現(xiàn)有技術(shù)沒有對此進行區(qū)分，同樣影響了角點檢測的可用性?？傮w而言，現(xiàn)有技術(shù)中的角點檢測存在計算量較大、可靠性和準(zhǔn)確性不足、可用性不夠等問題，對于這些問題，目前尚未提出有效解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種檢測圖形角點的方法和系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中角點檢測準(zhǔn)確性和可靠性不足的問題，本發(fā)明的其他目的在于提高角點檢測的可用性。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種檢測圖形角點的方法。本發(fā)明的檢測圖形角點的方法包括對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合；根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點。進一步地，在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合包括在每個頂點處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點并根據(jù)選擇的頂點進行射線擬合，所述選擇的頂點的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。進一步地，根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點包括根據(jù)頂點兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長度確定該頂點的預(yù)設(shè)角度值，若該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長度內(nèi)，該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點，確定該點為角點。進一步地，根據(jù)所述射線擬合得到的各頂點兩側(cè)射線之間的夾角以及相鄰頂點之間的距離確定所述圖形的角點之后，還包括對所述圖形的角點進行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點修正所述圖形的角點。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種檢測圖形角點的系統(tǒng)。本發(fā)明的檢測圖形角點的系統(tǒng)包括預(yù)處理模塊，用于對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；射線擬合模塊，用于在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合；角點確定模塊，用于根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的
^^ ； ο進一步地，所述射線擬合模塊還用于在每個頂點處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點并根據(jù)選擇的頂點進行射線擬合，所述選擇的頂點的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。進一步地，所述角點確定模塊還用于根據(jù)頂點兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長度確定該頂點的預(yù)設(shè)角度值，若該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長度內(nèi)，該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點，確定該點為角點。進一步地，所述系統(tǒng)還包括修正模塊，用于對所述圖形的角點進行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點修正所述圖形的角點。根據(jù)本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，根據(jù)精度將圖形以線段表達，針對線段端點即處理之后的圖形的頂點進行射線擬合，從而避免了噪聲干擾，提高了角點確定的可靠性；采用射線擬合的方式并且根據(jù)頂點兩側(cè)射線的夾角和相鄰頂點之間的距離確定圖形的角點，從而在有較小計算量的同時保證角點判斷的準(zhǔn)確性。在本實施例中根據(jù)直線擬合的結(jié)果對角點進行修正，使角點得到一定程度的偏移，有助于提高角點的可用性。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的檢測圖形角點的方法的主要流程示意圖；圖2是本發(fā)明實施例的射線擬合與現(xiàn)有技術(shù)中的直線擬合進行對比的示意圖；圖3A、圖;3B和圖3C是根據(jù)本發(fā)明實施例的擬合相似度與擬合長度與角點判斷的關(guān)系的示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的檢測圖形角點的系統(tǒng)的主要模塊示意圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳細說明本發(fā)明。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的檢測圖形角點的方法的主要流程示意圖，如圖1所示， 該方法主要包括如下步驟步驟Sll 對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；步驟S12 在處理后的圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合；步驟S13 根據(jù)射線擬合的結(jié)果確定圖形的角點。
步驟Sll中的線段長度根據(jù)要求的計算精度確定。以線段表達圖形之后，線段的端點成為圖形的頂點，其中一些頂點將在后續(xù)步驟中被確定為角點。上述步驟中采用了計算量與直線擬合接近的射線擬合，并且相比較于直線擬合來說，射線擬合能夠更加準(zhǔn)確地確定角點，以下結(jié)合圖2對此加以說明。如圖2所示，圖2是本發(fā)明實施例的射線擬合與現(xiàn)有技術(shù)中的直線擬合進行對比的示意圖，該圖中，根據(jù)圖形20上的一點N進行射線擬合得到射線23和射線M ；進行直線擬合得到直線21和直線22，交點為M點。從圖2可以看出使用射線擬合得到的角點強度比直線擬合的角點強度更準(zhǔn)確，并且可以在此基礎(chǔ)上收集射線擬合相似度和射線擬合長度以供進一步使用，還可以避免直線擬合導(dǎo)致的交點不在圖形上帶來的角點判斷的誤差。在進行射線擬合時根據(jù)對角點判斷的精度的要求，選擇盡可能多的點進行擬合， 這樣能夠盡量準(zhǔn)確地反映頂點附近的圖形的形狀，從而更加準(zhǔn)確地確定角點。在計算中可以逐漸增加參與擬合的頂點，在每次擬合之后檢查各個參與擬合的點至本次擬合得到的射線的距離，根據(jù)上述精度判斷該距離是否超出范圍，若是，則將本次擬合得到的射線作為擬合結(jié)果，否則增加參與擬合的頂點然后進行射線擬合。角點強度不僅僅取決于射線夾角的大小，而且射線擬合的擬合相似度與擬合長度也影響該頂點是否為角點。這主要基于人的視覺習(xí)慣。圖3A、圖;3B和圖3C是根據(jù)本發(fā)明實施例的擬合相似度與擬合長度與角點判斷的關(guān)系的示意圖。如圖3A、圖;3B和圖3C所示， 三個圖中的射線夾角都是165度，但是從視覺習(xí)慣上看，只有圖3A應(yīng)為角點。在本發(fā)明中， 以射線擬合的擬合相似度和擬合長度來模擬視覺習(xí)慣。圖3A的擬合相似度極高，兩側(cè)幾乎都是直線，擬合長度也很長，被判斷為角點；圖3B的擬合相似度不高，擬合極短，被判斷為平滑點；圖3C的擬合相似度很高，擬合長度極短，被判斷為平滑點。在一些應(yīng)用中需要對角點附近的圖形作出修改，使該處的尖角顯得更突出，此時可以根據(jù)直線擬合的結(jié)果對射線擬合確定的角點進行修正?？蓞⒖紙D2，例如N點被確定為角點，在修正該角點時可以將其向M點移動一個距離，例如0. 3至0. 5個像素；如果M點距離N點非常近，也可以將M點取代N點。對于包含光滑曲線的圖形，在光滑曲線處如果根據(jù)直線擬合來確定角點，會在該曲線上確定出多個角點，這顯然是不合理的。為了避免出現(xiàn)這種錯誤，在步驟S13中，具體可以是先判斷頂點兩側(cè)擬合得到的射線的夾角，若該夾角小于預(yù)設(shè)值，并且該夾角小于該頂點前方和后方預(yù)設(shè)個數(shù)的各頂點兩側(cè)射線的夾角，則確定該頂點是角點，否則確定該頂點不是角點。因為在光滑曲線部分，經(jīng)過步驟Sll的處理之后各頂點兩側(cè)射線夾角比較接近， 所以按照上述方式，有助于避免將光滑部分的點確定為角點。例如對于圓弧，使用線段表達之后，每個頂點兩側(cè)的射線夾角相等，則這些頂點都不是角點。對于其他光滑曲線，只有可能在曲率最大的位置附近確定出角點。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的檢測圖形角點的系統(tǒng)的主要模塊示意圖。如圖4所示， 檢測圖形角點的系統(tǒng)40主要包括預(yù)處理模塊，用于對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；射線擬合模塊，用于在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合；
角點確定模塊，用于根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點。射線擬合模塊還可用于在每個頂點處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點并根據(jù)選擇的頂點進行射線擬合，所述選擇的頂點的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。角點確定模塊還可用于根據(jù)頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于預(yù)設(shè)角度值并且與兩個相鄰頂點之間距離都大于第一預(yù)設(shè)長度值，確定該頂點為角點。角點確定模塊還可用于針對所述圖形的各個頂點，計算頂點兩側(cè)射線的夾角；若頂點兩側(cè)射線的夾角小于預(yù)設(shè)值，并且該夾角小于該頂點前方和后方預(yù)設(shè)個數(shù)的各頂點兩側(cè)射線的夾角，則確定該頂點是角點，否是確定該頂點不是角點。檢測圖形角點的系統(tǒng)40還可包括修正模塊(圖中未示出)，用于對圖形的角點進行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點修正圖形的角點。根據(jù)本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，根據(jù)精度將圖形以線段表達，針對線段端點即處理之后的圖形的頂點進行射線擬合，從而避免了噪聲干擾，提高了角點確定的可靠性；采用射線擬合的方式并且根據(jù)頂點兩側(cè)射線的夾角和相鄰頂點之間的距離確定圖形的角點，從而在有較小計算量的同時保證角點判斷的準(zhǔn)確性。在本實施例中根據(jù)直線擬合的結(jié)果對角點進行修正，使角點得到一定程度的偏移，有助于提高角點的可用性。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種檢測圖形角點的方法，其特征在于，包括 對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合； 根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合包括在每個頂點處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點并根據(jù)選擇的頂點進行射線擬合，所述選擇的頂點的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點包括根據(jù)頂點兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長度確定該頂點的預(yù)設(shè)角度值， 若該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長度內(nèi)，該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點，確定該點為角點。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)角度值根據(jù)所述射線擬合的擬合相似度與擬合長度確定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述射線擬合得到的各頂點兩側(cè)射線之間的夾角以及相鄰頂點之間的距離確定所述圖形的角點之后，還包括對所述圖形的角點進行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點修正所述圖形的
6.一種檢測圖形角點的系統(tǒng)，其特征在于，包括預(yù)處理模塊，用于對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；射線擬合模塊，用于在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合；角點確定模塊，用于根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述射線擬合模塊還用于在每個頂點處向前和向后分別選擇連續(xù)的頂點并根據(jù)選擇的頂點進行射線擬合，所述選擇的頂點的數(shù)目根據(jù)預(yù)設(shè)的精度確定。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述角點確定模塊還用于根據(jù)頂點兩側(cè)射線擬合的擬合相似度與擬合長度確定該頂點的預(yù)設(shè)角度值，若該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于該頂點的預(yù)設(shè)角度值，且在第一預(yù)設(shè)長度內(nèi)，該頂點兩側(cè)射線之間的夾角不大于其他頂點，確定該點為角點。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括修正模塊，用于對所述圖形的角點進行直線擬合得到多條直線，根據(jù)這些直線的交點修正所述圖形的角點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測圖形角點的方法和系統(tǒng)，主要用以解決現(xiàn)有技術(shù)中角點檢測準(zhǔn)確性和可靠性不足的問題。該方法包括對圖形進行預(yù)處理使圖形以預(yù)設(shè)長度區(qū)間的線段表達；在處理后的所述圖形的每個頂點處向前和向后分別進行射線擬合；根據(jù)所述射線擬合的結(jié)果確定所述圖形的角點。
文檔編號G06T7/00GK102542558SQ20101061659
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月30日
發(fā)明者李宏亮, 李平立, 袁夢尤 申請人:北京大學(xué), 方正國際軟件(北京)有限公司