一种坑区域的提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于视觉技术领域，提供了一种坑区域的提取方法及装置，该方法包括：获取多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在待测图像中对应的第一区域；根据第一区域相对于水平方向的倾斜角度旋转该第一区域，并拉伸旋转后的第一区域；根据获取拉伸后的第一区域的圆相似度；去除圆相似度小于预设相似度阈值的拉伸后的第一区域，并确定剩余拉伸后的第一区域为第二区域；获取第二区域的扁平率，和表征同一区域的第二区域在多个预设分割阈值下出现的次数；若第二区域的扁平率和该第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数满足第一预设条件，则确定该第二区域为坑区域并合并表征同一区域的坑区域，通过本发明专利技术可提高提取野外环境中坑区域的准确率。

A method and device for the extraction of a pit area

The present invention, which belongs to the field of visual technology, provides a method and device for extracting a pit area. The method includes: obtaining the first region corresponding to each predetermined segmentation threshold in a plurality of preset segmentation thresholds in the image to be measured; rotating the first region according to the inclination angle of the first region relative to the horizontal direction and stretching the rotation of the region. After obtaining the round similarity of the first region after drawing, the first region after drawing is removed and the first region after the remaining stretch is determined to be the second region, and the flat rate of the second region is obtained, and the second region representing the same region is divided by multiple presuppositions. If the flattening rate of the second region and the number of the second regions appearing under the multiple preset thresholds are satisfied with the first presupposition conditions, the second region is the pit area and the pit area characterizing the same region is combined, and the accuracy of the pit area in the field environment can be improved by the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种坑区域的提取方法及装置
本专利技术属于视觉
，尤其涉及一种坑区域的提取方法及装置。
技术介绍
目前，已有的对坑区域的提取算法主要集中在对圆形坑区域的检测上，专门针对野外环境中坑区域的检测比较少。常用的对圆形坑区域的检测算法有霍夫变换法、特征提取法、拟合法等。然而，这些算法都要求被检测区域的轮廓具有一定的规整性，直观上看该区域的毛刺不能过多、畸变不能过于严重，而被检测区域的毛刺过多、畸变过于严重正是野外环境坑所具有的特征。因此已有的算法在面对野外环境坑区域时很难表现出良好的识别效果，提取野外环境中坑区域的准确率比较低。故，有必要提出一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术实施例提供一种坑区域的提取方法及装置，以提高提取野外环境中坑区域的准确率。本专利技术实施例的第一方面，提供一种坑区域的提取方法，所述方法包括：获取待测图像中每个像素的灰度值；根据所述待测图像中每个像素的灰度值和多个预设分割阈值分别对所述待测图像进行分割，并获取所述多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域相对于水平方向的倾斜角度，并根据该倾斜角度旋转相应的第一区域，以使得该第一区域与水平方向平行；根据预设规则拉伸旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域的质心的位置信息，并根据该质心的位置信息获取相应的拉伸后的第一区域的圆相似度；从所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域中去除圆相似度小于预设相似度阈值的拉伸后的第一区域，并确定所述每个预设分割阈值在所述待测图像中剩余的对应的拉伸后的第一区域为所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率，和所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域中表征同一区域的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数；若所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率和该第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数满足预设条件，则确定该第二区域为坑区域；将所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的坑区域中表征同一区域的多个坑区域合并为一个坑区域，以提取所述待测图像中的坑区域。本专利技术实施例的第二方面，提供一种坑区域的提取装置，所述装置包括：灰度值获取模块，用于获取待测图像中每个像素的灰度值；图像分割模块，用于根据所述待测图像中每个像素的灰度值和多个预设分割阈值分别对所述待测图像进行分割，并获取所述多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；角度获取模块，用于获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域相对于水平方向的倾斜角度，并根据该倾斜角度旋转相应的第一区域，以使得该第一区域与水平方向平行；区域拉伸模块，用于根据预设规则拉伸旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；质心获取模块，用于获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域的质心的位置信息，并根据该质心的位置信息获取相应的拉伸后的第一区域的圆相似度；区域去除模块，用于从所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域中去除圆相似度小于预设相似度阈值的拉伸后的第一区域，并确定所述每个预设分割阈值在所述待测图像中剩余的对应的拉伸后的第一区域为所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域；次数获取模块，用于获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率，和所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域中表征同一区域的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数；区域确定模块，用于若所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率和该第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数满足预设条件，则确定该第二区域为坑区域；区域合并模块，用于将所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的坑区域中表征同一区域的多个坑区域合并为一个坑区域，以提取所述待测图像中的坑区域。本专利技术实施例与现有技术相比存在的有益效果是：本专利技术实施例通过获取多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在待测图像中对应的第一区域，根据计算的倾斜角度旋转相应的第一区域，并拉伸该旋转后的第一区域，获取每个预设分割阈值在待测图像中对应的拉伸后的第一区域的质心的位置信息，并根据该质心的位置信息获取相应的拉伸后的第一区域的圆相似度，去除小于预设相似度阈值的拉伸后的第一区域，并确定剩余的第一区域为第二区域，获取每个预设分割阈值在待测图像中对应的第二区域的扁平率和该第二区域在多个预设分割阈值下出现的次数，在第二区域的扁平率和该第二区域在多个预设分割阈值下出现的次数满足第一预设条件，才确定该第二区域为坑区域。本专利技术实施例可以对野外环境中的非规则坑区域进行检测和提取，去除野外环境中的非坑区域，提高了提取野外环境中坑区域的准确率。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的坑区域的提取方法的实现流程图；图2a是使用五个矩形对第三区域进行划分的示例图；图2b是图2a中划分后的第三区域的灰度值变化梯度的示例图；图3是对第一区域的旋转拉伸实际图；图4是表征同一区域的多个坑区域发生重叠的示例图；图5是本专利技术实施例二提供的坑区域的提取装置的组成示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例一：图1示出了本专利技术实施例一提供的坑区域的提取方法的实现流程，所述实现流程详述如下：步骤S101，获取待测图像中每个像素的灰度值。在本专利技术实施例中，由于通过摄像机直接获取的待测图像为彩色图像，且存在很多干扰，此外在野外环境中也存在着很多细小的物体(例如砂砾)也会造成图像干扰。因此，在获取所述待测图像中每个像素的灰度值之前，对所述待测图像进行预处理。预处理如下：在野外环境中这些干扰通常为突变噪声，没有任何规律，可选用非线性滤波器去除，常用的非线性滤波器中有中值滤波器和双边滤波器，中值滤波器处理速度更快，双边滤波器的处理效果更好。噪声去除之后将待测图像由彩色图像变换为灰度图像。为了进一步突显待测图像中较大块区域的特征，可采用形态学处理中的闭运算来消除小型黑洞。步骤S102，根据所述待测图像中每个像素的灰度值和多个预设分割阈值分别对所述待测图像进行分割，并获取所述多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域。在本专利技术实施例中，所述多个预设分割阈值为一个预设分割阈值序列，预设分割阈值为预先设置的灰度值，该序列的初始值和终止值可以根据实际需要进行自行设定。较佳的，在待测图像基本上为地面时，初始值可以设置为该待测图像中所有像素的灰度值的平均值的一半，终止值可以为初始值加上5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种坑区域的提取方法，其特征在于，所述方法包括：获取待测图像中每个像素的灰度值；根据所述待测图像中每个像素的灰度值和多个预设分割阈值分别对所述待测图像进行分割，并获取所述多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域相对于水平方向的倾斜角度，并根据该倾斜角度旋转相应的第一区域，以使得该第一区域与水平方向平行；根据预设规则拉伸旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域的质心的位置信息，并根据该质心的位置信息获取相应的拉伸后的第一区域的圆相似度；从所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域中去除圆相似度小于预设相似度阈值的拉伸后的第一区域，并确定所述每个预设分割阈值在所述待测图像中剩余的对应的拉伸后的第一区域为所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率，和所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域中表征同一区域的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数；若所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率和该第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数满足第一预设条件，则确定该第二区域为坑区域；将所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的坑区域中表征同一区域的多个坑区域合并为一个坑区域，以提取所述待测图像中的坑区域。...

【技术特征摘要】
1.一种坑区域的提取方法，其特征在于，所述方法包括：获取待测图像中每个像素的灰度值；根据所述待测图像中每个像素的灰度值和多个预设分割阈值分别对所述待测图像进行分割，并获取所述多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域相对于水平方向的倾斜角度，并根据该倾斜角度旋转相应的第一区域，以使得该第一区域与水平方向平行；根据预设规则拉伸旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域的质心的位置信息，并根据该质心的位置信息获取相应的拉伸后的第一区域的圆相似度；从所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的拉伸后的第一区域中去除圆相似度小于预设相似度阈值的拉伸后的第一区域，并确定所述每个预设分割阈值在所述待测图像中剩余的对应的拉伸后的第一区域为所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域；获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率，和所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域中表征同一区域的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数；若所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的扁平率和该第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数满足第一预设条件，则确定该第二区域为坑区域；将所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的坑区域中表征同一区域的多个坑区域合并为一个坑区域，以提取所述待测图像中的坑区域。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测图像中每个像素的灰度值和多个预设分割阈值分别对所述待测图像进行分割，并获取所述多个预设分割阈值中每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域包括：从所述待测图像的所有像素中分割出灰度值大于第一预设分割阈值的像素，并确定该像素为所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一像素；若所述待测图像中存在多个相邻的所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一像素，则将所述多个相邻的所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一像素组合形成所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第三区域；获取所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第三区域的灰度值变化梯度，并从所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第三区域中去除灰度值变化梯度不满足第二预设条件的第三区域，并确定所述第一预设分割阈值在所述待测图像中剩余的第三区域为所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；从所述待测图像的所有像素中分割出灰度值大于第二预设分割阈值的像素，并确定该像素为所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一像素；若所述待测图像中存在多个相邻的所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一像素，则将所述多个相邻的所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一像素组合形成所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第三区域；获取所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第三区域的灰度值变化梯度，并从所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第三区域中去除灰度值变化梯度不满足第二预设条件的第三区域，并确定所述第二预设分割阈值在所述待测图像中剩余的第三区域为所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域；以此类推，直到遍历完所述多个预设分割阈值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域相对于水平方向的倾斜角度，并根据该倾斜角度旋转相应的第一区域包括：获取所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域的质心的位置信息；将通过所述质心的直线以预设斜率间隔在预设角度范围内改变斜率，并获取每个斜率对应的通过所述质心的直线在与所述质心对应的第一区域中的长度；从获取的每个斜率对应的通过所述质心的直线在对应的第一区域中的长度中，查找最大的长度，并获取与该最大的长度对应的通过所述质心的直线；获取与该最大的长度对应的通过所述质心的直线对应的斜率，以获得与所述质心对应的第一区域相对于水平方向的倾斜角度；根据所述倾斜角度旋转与所述质心对应的第一区域。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则拉伸旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域包括：获取旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域的高度和宽度；拉伸旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域的高度，以使得旋转后的所述每个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第一区域的高度和宽度相同。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述获取所述多个预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域中表征同一区域的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数包括：获取第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的质心的位置信息；获取第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的位置信息；若所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域覆盖所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的质心，则确定所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域与所述第一预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域为同一区域，并将该同一区域对应的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数加1；获取所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的质心的位置信息；获取第三预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的位置信息；若所述第三预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域覆盖所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域的质心，则确定所述第三预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域与所述第二预设分割阈值在所述待测图像中对应的第二区域为同一区域，并将同一区域对应的第二区域在所述多个预设分割阈值下出现的次数加1；以此类推，直到遍历完所述多个预设分割阈值。6.一种坑区域的提取装置，其特征在于，所述装置包括：灰度值获取模...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧勇盛，孟令江，江国来，吕琴，王志扬，冯伟，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44