檢測圖像中的規(guī)則形狀的方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體地涉及圖像處理，特別涉及檢測圖像中規(guī)則形狀的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)實(shí)世界中存在各種具有規(guī)則形狀的對象，例如圖1所示的各種交通標(biāo)志。
[0003]規(guī)則形狀是指各個邊相等且各個內(nèi)角度數(shù)相等的形狀。
[0004]已經(jīng)提出了一些檢測規(guī)則形狀或存在一定對稱性的形狀的方法。
[0005]例如，在2006年公開的美國專利申請公開US2006098877A1中，介紹一種形狀檢測技術(shù)，該技術(shù)從輸入圖像數(shù)據(jù)獲得梯度圖像，使用梯度強(qiáng)度向量利用投票法得到規(guī)則形狀的可能中心，以及將梯度向量的角度乘以正多邊形的邊數(shù)從而將所有邊的梯度方向旋轉(zhuǎn)到同一方向上，繼而進(jìn)行投票法將各個梯度方向?qū)?yīng)的向量進(jìn)行累加來確定對應(yīng)正多邊形的中心。
[0006]再例如，在2009年公開的美國專利申請公開US2009110286A1中，介紹了一種形狀檢測技術(shù)，該技術(shù)沿著特定的對稱直線檢測對稱的圖像區(qū)域，僅在檢測到的對稱圖像區(qū)域中檢測具有已知形狀的對象。
[0007]存在對能夠更快速檢測希望的一種或多種乃至全部規(guī)則形狀的技術(shù)的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測方法，規(guī)則形狀為各個邊相等且各個內(nèi)角度數(shù)相等的形狀，該規(guī)則形狀檢測方法可以包括:獲得圖像數(shù)據(jù)；檢測圖像中的候選規(guī)則形狀區(qū)域；針對候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的像素，生成梯度方向直方圖；以及基于生成的梯度方向直方圖，檢測該候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的規(guī)則形狀。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測裝置，規(guī)則形狀為各個邊相等且各個內(nèi)角度數(shù)相等的形狀，該規(guī)則形狀檢測裝置可以包括:圖像獲得部件，獲得圖像數(shù)據(jù)；候選規(guī)則形狀區(qū)域檢測部件，檢測圖像中的候選規(guī)則形狀區(qū)域；梯度方向直方圖獲得部件，針對候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的像素，生成梯度方向直方圖；以及規(guī)則形狀檢測部件，基于生成的梯度方向直方圖，檢測該候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的規(guī)則形狀。
[0010]利用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的規(guī)則形狀檢測方法和裝置，能夠基于針對圖像中的后續(xù)規(guī)則形狀區(qū)域生成的梯度方向直方圖，一次檢測出各個候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的任意種類的規(guī)則形狀。而且，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的規(guī)則形狀檢測方法，能夠適用于從黑白圖像、灰度圖像、彩色圖像到視差圖像的任何種類的圖像中檢測規(guī)則形狀。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測方法，其中規(guī)則形狀為各個邊相等且各個內(nèi)角度數(shù)相等的形狀，該規(guī)則形狀檢測方法可以包括:獲得由圖像中的邊緣像素得到的邊緣圖像；基于邊緣圖像，計(jì)算積分圖；利用積分圖，計(jì)算以每個像素為中心的圓環(huán)形狀區(qū)域的徑向?qū)ΨQ度；基于每個像素為中心的圓環(huán)形狀區(qū)域的徑向?qū)ΨQ度，檢測候選規(guī)則形狀區(qū)域；以及在該候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)，檢測規(guī)則形狀。
[0012]上述規(guī)則形狀檢測方法引入積分圖以及基于圓環(huán)形狀來計(jì)算圖像中局部區(qū)域的徑向?qū)ΨQ度，以得到候選的規(guī)則形狀區(qū)域。積分圖的引入可以大大提高徑向?qū)ΨQ度的計(jì)算速度，而圓環(huán)形狀特別適合于框選出任何規(guī)則形狀輪廓可能存在的區(qū)域，由此能夠提高規(guī)則形狀在候選規(guī)則形狀中的檢出比率，提高計(jì)算效率，節(jié)省計(jì)算資源。
【附圖說明】
[0013]從下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚并更容易理解，其中:
[0014]圖1示出了具有規(guī)則形狀的交通標(biāo)志例子。
[0015]圖2示出了規(guī)則形狀的一些例子。
[0016]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測裝置1000的功能配置框圖。
[0017]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測方法2000的總體流程圖。
[0018]圖5示出了輸入圖像的一個示例。
[0019]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的通過檢測圖像中徑向?qū)ΨQ度較高的圖像區(qū)域來檢測圖像中的候選規(guī)則形狀區(qū)域的示例性方法2200的流程圖。
[0020]圖7示出了對于圖5所示的圖像進(jìn)行邊緣檢測后得到的邊緣圖像的示例。
[0021]圖8示出了一個本實(shí)施例中可以應(yīng)用于檢測候選規(guī)則形狀區(qū)域的圓環(huán)形狀窗口的示意圖。
[0022]圖9示出了從圖7所示的邊緣圖像計(jì)算得到的積分圖像的示意圖。
[0023]圖10示出了利用積分圖像計(jì)算由像素A、B、C、D作為四個拐角像素的正方形矩形框2內(nèi)的像素的數(shù)目方法的示意圖。
[0024]圖11(a)、(b)、(C)示出了基于積分圖像和圓環(huán)形狀來計(jì)算各個像素為中心的圓環(huán)形狀區(qū)域(如圖11(a)所示)內(nèi)的徑向?qū)ΨQ度，并得到了徑向?qū)ΨQ度圖像(圖11(c))的示意圖，其中徑向?qū)ΨQ度圖像中每個像素點(diǎn)3的亮度指示以該像素為中心的圓環(huán)形狀區(qū)域內(nèi)的徑向?qū)ΨQ度，徑向?qū)ΨQ度越高，該像素點(diǎn)的亮度越高。
[0025]圖12示出了徑向?qū)ΨQ度圖的示意圖，其為圖11(c)的放大。
[0026]圖13(a)示出了經(jīng)過閾值過濾后的徑向?qū)ΨQ度圖，圖13 (b)示出了與閾值過濾后的徑向?qū)ΨQ度圖對應(yīng)的灰度圖。
[0027]圖14(a)、(b)、(c)示出了圖像中的一個候選規(guī)則形狀區(qū)域和對其生成的梯度方向直方圖的示意圖。
[0028]圖15示出了一種驗(yàn)證候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的像素的有效性的示例性方法的示意圖。
[0029]圖16示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的基于生成的梯度方向直方圖，檢測候選規(guī)則形狀區(qū)域內(nèi)的規(guī)則形狀的示例性方法2400的流程圖。
[0030]圖17示出了規(guī)則形狀檢測結(jié)果的可視性顯示示例。
[0031]圖18示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測裝置3000的功能配置框圖。
[0032]圖19示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測方法4000的總體流程圖。
[0033]圖20示出了適于用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方式的示例性計(jì)算系統(tǒng)600的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0035]本發(fā)明針對規(guī)則形狀的檢測。規(guī)則形狀為各個邊相等且各個內(nèi)角度數(shù)相等的形狀。本文中的規(guī)則形狀包括圓形。圓形可以視為隨著邊數(shù)增加，規(guī)則多邊形序列的局限。圖2示出了規(guī)則形狀的一些例子，其中上部分為規(guī)則形狀的輪廓，下部分為規(guī)則形狀的整體。這些規(guī)則形狀可以出現(xiàn)于現(xiàn)實(shí)世界中的許多場合，例如圖1中所示的道路交通場景。
[0036]將以如下順序進(jìn)行描述:
[0037]1、規(guī)則形狀檢測裝置的第一實(shí)施例
[0038]2、規(guī)則形狀檢測方法的第一實(shí)施例
[0039]3、規(guī)則形狀檢測裝置的第二實(shí)施例
[0040]4、規(guī)則形狀檢測方法的第二實(shí)施例
[0041]1、規(guī)則形狀檢測裝置的第一實(shí)施例
[0042]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的用于檢測圖像中規(guī)則形狀的規(guī)則形狀檢測裝置1000的功能配置框圖。
[0043]如圖3所示，規(guī)則形狀檢測裝置1000可以包括:圖像獲得部件1100、候選規(guī)則形狀區(qū)域檢測部件1200、梯度方向直方圖獲得部件1300、規(guī)則形狀檢測部件1400。
[0044]圖像獲得部件1100配置為獲得圖像數(shù)據(jù)。
[0045]圖像獲得部件1100可以自身配備有圖像捕獲元件(例如攝像頭)，也可以從外部獲取圖像，圖像可以包括灰度圖像和/或視差圖像，這里的灰度圖像是廣義的概念，范圍涵蓋從黑白圖像到彩色圖像，本發(fā)明對圖像的類型沒有限制。例如，圖像獲得部件1100可以與單目相機(jī)、雙目相機(jī)、多目相機(jī)等等有線或者無線連接，以接收從其傳送的圖像。
[0046]作為一種應(yīng)用場景的示例，可以將雙目相機(jī)安裝于例如車輛后視鏡附近的位置上，其可以同時(shí)拍攝得到左眼圖像和右眼圖像，這樣的左眼圖像和右眼圖像之一可以用作灰度圖像，且由左眼圖像和右眼圖像可以計(jì)算得到視差圖像。由此基于灰度圖和/或視差圖像，車輛內(nèi)部或外部配置的規(guī)則形狀檢測裝置可以進(jìn)行交通標(biāo)志檢測。另外，車輛內(nèi)部配置的信息處理設(shè)備還可以配置行人檢測、車輛檢測等等。車輛控制模塊可以接收交通標(biāo)志檢測和/或行人檢測、車輛檢測的結(jié)果，并對車輛發(fā)出相應(yīng)的控制信號。
[0047]需要說明的是，車輛上雙目相機(jī)或其它相機(jī)所安裝的位置和數(shù)目可以根據(jù)需要來設(shè)置。例如，雙目相機(jī)可以搭載于車輛前方，以拍攝車輛前方場景。不過，還可以附加地在車輛后部安置相機(jī)，以拍攝車輛后方場景?？蛇x地，還可以在車輛左側(cè)或者右側(cè)安置相機(jī)，以拍攝車輛左右兩側(cè)場景。在另一個示例中，可以在相機(jī)中并入廣角和/或圖像拼接功能，以便使得一個相機(jī)能拍攝的角度更廣，甚至可以實(shí)現(xiàn)360度全角拍攝功能。
[0048]候選規(guī)則形狀區(qū)域檢測部件1200配置為檢測圖像中的候選