图像外轮廓中凹包络的检测方法、系统及计算机存储介质技术方案

一种图像外轮廓中凹包络检测方法、系统及其计算机存储介质。所述检测方法包括：对腐蚀图像的外轮廓上的像素点进行采样，并将采样点两两相连构成线段，经膨胀后与输入图像外轮廓求交集得到相交轮廓；然后，将相交轮廓分组并进行位置修正，连接每段轮廓修正后的开始结束位置，构成封闭区域，计算封闭区域面积，并找出面积大于某一阈值的封闭区域，则该封闭区域对应的轮廓即为图像的凹包络；最后将输入图像凹包络的凹陷区域封闭以及填充。该方法具有精度高、鲁棒性强等特点，可以有效地实现图像外轮廓中凹包络的检测与填充。

【技术实现步骤摘要】
图像外轮廓中凹包络的检测方法、系统及计算机存储介质
本专利技术涉及图像处理
，特别涉及一种图像外轮廓中凹包络的检测方法、系统及其计算机存储介质。
技术介绍
喷涂机器人是一种重要的涂装生产设备，主要用于金属和非金属表面涂覆工作，是机器人技术和表面涂装工艺有机结合的产物。喷涂机器人不仅安全环保，而且能够高效、高质量的完成喷涂任务。喷涂机器人的喷涂轨迹决定着工件的喷涂质量以及效率。在对目标物体进行喷涂轨迹自动规划前，需通过摄像机或者光幕等传感器采集目标物体的图像信息。由于目标物体的种类繁多，采集的图像中不乏凹图像。凹图像为特殊工件图像，需单独进行喷涂轨迹规划。因此，在图像分类时，所有图像需经过凹包络检测，凹包络为图像中凹陷区域的外轮廓。若图像检测结果为凹图像，则将其凹包络填充后再做轨迹规划。
技术实现思路
为解决凹图像喷涂轨迹规划的问题，本专利技术提供了一种图像外轮廓中凹包络的检测方法、系统及计算机可读存储介质，该检测方法具有精度高、鲁棒性强等特点，可以有效地实现图像外轮廓中凹包络的检测。本专利技术的第一方面提供了一种图像外轮廓中凹包络的检测方法，包括以下步骤：输入图像；提取输入图像的外轮廓；对输入图像进行腐蚀处理得到腐蚀图像；提取腐蚀图像的外轮廓；将输入图像的外轮廓与腐蚀图像的外轮廓相叠加，即两幅图像的外轮廓对应位置的像素值相加；对腐蚀图像外轮廓上的像素点按预设间隔采样，采样点两两相连构成线段后与输入图像的外轮廓求交集，记录相交的外轮廓；如果没有交集，则所述输入图像不包括凹包络的外轮廓，返回所述输入图像；如果有交集，则调整每段相交的外轮廓的开始位置和结束位置，使得外轮廓与开始位置和结束位置连接线构成的封闭区域的面积最大；判断所述封闭区域的面积是否大于一预设值，如果是，则所述封闭区域的面积对应的外轮廓为图像的凹包络。在一些具体的实施例中，所述输入图像的步骤包括输入图像为二值化的二维图像。在一些具体的实施例中，在提取输入图像的外轮廓之前，还包括判断输入图像中是否有镂空区域的步骤，如果有，则填充所述镂空区域。在一些具体的实施例中，所述对腐蚀图像外轮廓上的像素点按预设间隔采样，采样点两两相连构成线段后与输入图像的外轮廓求交集，记录相交的外轮廓的步骤包括：令采样的所述预设间隔为L，设腐蚀图像外轮廓上的所有像素点个数为N,当N/L有余数m时，则最后一段的间隔为m，采样点个数n＝fix(N/L)+1，其中fix表示朝零方向取整；当N/L的余数为0时，采样点个数n＝N/L，其中，L、N、m、n都为自然数；从采样点H1开始遍历，将采样点H1与之后的采样点H2、……Hn分别相连构成线段与输入图像的外轮廓求交集并记录交集点；然后从采样点H2开始遍历，将采样点H2与之后的采样点H3、……Hn分别相连构成线段与输入图像的外轮廓求交集并记录交集点；依次遍历，直到所有采样点分别两两相连构成线段与输入图像的外轮廓求交集，记录所有交集点；判断相邻的交集点之间的像素点是否小于一预定值，如果是，则相邻的交集点所在的外轮廓属于同一段外轮廓；如果否，则相邻的交集点所在的外轮廓属于不同段的外轮廓；记录所有具有交集点的外轮廓。在一些具体的实施例中，所述采样点两两相连构成线段后，对所述线段进行膨胀处理，然后与所述输入图像的外轮廓求交集。在一些具体的实施例中，所述调整每段相交的外轮廓的开始位置和结束位置，使得外轮廓与开始位置和结束位置连接线构成的封闭区域的面积最大的步骤包括：设每段相交的外轮廓上的像素点个数为r,每个像素点依次表示为I1,I2,…,Ir-1,Ir，I1为轮廓的开始位置,Ir为轮廓的结束位置；修正外轮廓的开始位置I1：保持外轮廓的结束位置Ir不变，连接外轮廓的开始位置和结束位置，计算外轮廓与开始位置和结束位置连线构成的封闭区域的面积，向左右移动开始位置，直到封闭区域的面积最大，并更新开始位置为Ib；修正外轮廓的结束位置Ir：保持外轮廓开始位置Ib不变，连接外轮廓的开始位置和结束位置，计算外轮廓与开始位置和结束位置连线构成的封闭区域的面积，向左右移动结束位置，直到封闭区域的面积最大，并更新结束位置为Ie。在一些具体的实施例中，还包括再次修正外轮廓的开始位置Ib：保持外轮廓结束位置Ie不变，连接外轮廓的开始位置和结束位置，计算外轮廓与开始位置和结束位置连线构成的封闭区域的面积，左右移动开始位置，直到封闭区域的面积最大，并更新开始位置为Ib’，则开始位置Ib’和结束位置Ie之间的外轮廓为图像的凹包络。在一些具体的实施例中，还包括对所述凹包络所在的区域进行填充步骤：根据所述凹包络上的开始位置和结束位置画矩形框，将凹包络所在的区域封闭，并填充所述凹包络和矩形框围成的封闭区域。本专利技术的第二方面提供了一种图像外轮廓中凹包络的检测系统，该系统包括：存储器以及一个或多个处理器；其中，所述存储器与所述一个或多个处理器通信连接，所述存储器中存储有可被所述一个或多个处理器执行的指令，所述指令被所述一个或多个处理器执行，以使所述一个或多个处理器用于执行前述的方法。本专利技术的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可执行指令，当所述计算机可执行指令被计算装置执行时，可操作来执行前述的方法。本专利技术提供了一种图像外轮廓中凹包络检测方法、系统及其计算机存储介质。所述检测方法包括：对腐蚀图像的外轮廓上的像素点进行采样，并将采样点两两相连构成线段，经膨胀后与输入图像外轮廓求交集得到相交轮廓；然后，将相交轮廓分组并进行位置修正，连接每段轮廓修正后的开始结束位置，构成封闭区域，计算封闭区域面积，并找出面积大于某一阈值的封闭区域，则该封闭区域对应的轮廓即为图像的凹包络；最后将输入图像凹包络的凹陷区域封闭以及填充。该方法具有精度高、鲁棒性强等特点，可以有效地实现图像外轮廓中凹包络的检测与填充。附图说明图1为本专利技术的一种图像外轮廓中凹包络的检测方法的流程图；图2为输入图像的示意图；图3为输入图像的外轮廓示意图；图4为输入图像腐蚀结果示意图；图5为腐蚀图像的外轮廓示意图；图6为图像腐蚀示意图；图7为图像膨胀示意图；图8为输入图像的外轮廓与腐蚀图像的外轮廓相加结果示意图；图9为腐蚀图像外轮廓上的像素点采样示意图；图10(a)、(b)、(c)为采样点两两相连构成线段示意图；图11为膨胀的线段与输入图像外轮廓的交集示意图；图12(a)、(b)、(c)为轮廓开始位置修正前示意图；图13(a)、(b)为轮廓开始位置修正结果示意图；图14(a)、(b)为轮廓结束位置修正结果示意图；图15(a)、(b)为轮廓开始位置修正结果(再次修正)示意图；图16为矩形框示意图；图17为封闭图像的凹包络示意图；图18为图像凹包络填充图像示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本专利技术的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本专利技术的概念。为了使本专利技术的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下将结合附图及实施例，对本专利技术做进一步详细说明。本专利技术的第一方面提供了一种图像外轮廓中凹包络的检测方法100，如图1所示，包括以下步骤：步骤110：输入图像；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种图像外轮廓中凹包络的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：输入图像；提取输入图像的外轮廓；对输入图像进行腐蚀处理得到腐蚀图像；提取腐蚀图像的外轮廓；将输入图像的外轮廓与腐蚀图像的外轮廓相叠加，即两幅图像的外轮廓对应位置的像素值相加；对腐蚀图像外轮廓上的像素点按预设间隔采样，采样点两两相连构成线段后与输入图像的外轮廓求交集，记录相交的外轮廓；如果没有交集，则所述输入图像不包括凹包络的外轮廓，返回所述输入图像；如果有交集，则调整每段相交的外轮廓的开始位置和结束位置，使得外轮廓与开始位置和结束位置连接线构成的封闭区域的面积最大；判断所述封闭区域的面积是否大于一预设值，如果是，则所述封闭区域的面积对应的外轮廓为图像的凹包络。

【技术特征摘要】
1.一种图像外轮廓中凹包络的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：输入图像；提取输入图像的外轮廓；对输入图像进行腐蚀处理得到腐蚀图像；提取腐蚀图像的外轮廓；将输入图像的外轮廓与腐蚀图像的外轮廓相叠加，即两幅图像的外轮廓对应位置的像素值相加；对腐蚀图像外轮廓上的像素点按预设间隔采样，采样点两两相连构成线段后与输入图像的外轮廓求交集，记录相交的外轮廓；如果没有交集，则所述输入图像不包括凹包络的外轮廓，返回所述输入图像；如果有交集，则调整每段相交的外轮廓的开始位置和结束位置，使得外轮廓与开始位置和结束位置连接线构成的封闭区域的面积最大；判断所述封闭区域的面积是否大于一预设值，如果是，则所述封闭区域的面积对应的外轮廓为图像的凹包络。2.根据权利要求1所述的一种图像外轮廓中凹包络的检测方法，其特征在于，所述输入图像的步骤包括输入图像为二值化的二维图像。3.根据权利要求1所述的一种图像外轮廓中凹包络的检测方法，其特征在于，在提取输入图像的外轮廓之前，还包括判断输入图像中是否有镂空区域的步骤，如果有，则填充所述镂空区域。4.根据权利要求1-3任一项所述的一种图像外轮廓中凹包络的检测方法，其特征在于，所述对腐蚀图像外轮廓上的像素点按预设间隔采样，采样点两两相连构成线段后与输入图像的外轮廓求交集，记录相交的外轮廓的步骤包括：令采样的所述预设间隔为L，设腐蚀图像外轮廓上的所有像素点个数为N,当N/L有余数m时，则最后一段的间隔为m，采样点个数n＝fix(N/L)+1，其中fix表示朝零方向取整；当N/L的余数为0时，采样点个数n＝N/L，其中，L、N、m、n都为自然数；从采样点H1开始遍历，将采样点H1与之后的采样点H2、……Hn分别相连构成线段与输入图像的外轮廓求交集并记录交集点；然后从采样点H2开始遍历，将采样点H2与之后的采样点H3、……Hn分别相连构成线段与输入图像的外轮廓求交集并记录交集点；依次遍历，直到所有采样点分别两两相连构成线段与输入图像的外轮廓求交集，记录所有交集点；判断相邻的交集点之间的像素点是否小于一预定值，如果是，则相邻的交集点所在的外轮廓属于同一段外轮廓；如果否，则相邻的交集点所在的外轮廓属于不同段的外轮廓；记录所有具有交集点的外轮廓。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖曦，王伟华，
申请(专利权)人：清华大学，清华四川能源互联网研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11