基于Hough变换的直线检测算法研究

程建豪 祝锡晶

摘 要：在基于标准Hough变换的基础上对其算法进行适当的改进，利用改进的Hough变换算法对织物图像中经线偏移角度进行检测。通过计算改进后的Hough变换存储空间为3（n+nm-1），运算复杂度为（NfT1）×m2+O（N2f2T1），都低于标准的Hough变换，且利用改进Hough变换算法可以检测出织物经线偏移角度。

关键词：图像处理；Hough变换；算法研究；经线偏移

1.引言

Hough变换是由Hough提出的一种能够有效检测、定位直线和解析曲线（如圆、椭圆等）的方法，Hough变换主要是利用目标边界的特性从图像中直接检测目标的轮廓[1]。虽然标准Hough变换不敏感于噪声和部分遮盖现象，检测的精度也相对较高，但是仍然还有一些不完美的地方。本文中将对标准的Hough变换进行改进来计算开幅机中织物经线偏移的角度。

2.Hough变换原理

Hough变换的实现主要是通过从直观的图像空间到抽象的参数空间的映射。图像空间是图像变换之前所在的空间，变换之后所在空间称为参数空间。

许多文献[2-3]都说明了标准Hough变换的缺点总结如下：

（1）Hough变换将图像空间中的点通过参数空间过该特征点的所有直线进行验证，有很大的计算量，制约了其应用。

（2）Hough变换中图像空间中的一条直线在参数空间有很多直线对应着，这需要的存储量是很大的，更需要较高复杂度的空间。

3.基于Hough变换的直线检测改进算法

3.1 改进算法的具体步骤

从上式中可以看出图像中非零点的个数以及子区域的大小都会影响改进算法的运算复杂度。一般情况下，该算法的实际运算复杂度都会小于式（3）中的S。

4.结束语

本文对Hough变换的基本原理以及标准Hough变换存在的问题进行了阐述，并说明了一种基于“多对一”映射原理和“从局部到全局”思想提出的直线检测改进算法，该改进算法具有很多优点，包括：运算效率高，运算时所用存储空间很小。（作者单位：中北大学机械与动力工程学院）

参考文献：

[1] Hough PVC. A method and means for recognizing complex patterns. US： Patent 3.069.654.1962.

[2] Yang Luxi， He Zhenya.Detection of line segmentation using a fast dynamic hough transform.IEEE，1993：543-546.

[3] 徐剛峰， 李飚， 沈振康. 一种提取直线的随机方法[J]中国图像图形学报.2003，8A（12）：1418-1421.