自动描绘对象边缘走向之方法技术

本发明专利技术提出一种于输入影像中自动描绘边缘走向之方法，其系以区域探测方式进行走向的追踪，对一区域内的画素撷取角度并进行统计，而获得一显着角度，其特征系在可能的行进方向上先一步探测(probe-ahead)一参考角度，该参考角度用于调整前述显着角度以实时修正行进方向。当一对象轮廓拥有足够的连续性时(例如：条形码边界、车道线等)，即便该些轮廓因为影像处理技术(譬如：边缘侦测、高通滤波等)造成破碎的线段，甚至输入影像包含噪声干扰、复杂背景、光影变化等本发明专利技术方法仍可自动描绘其边缘轮廓走向而不需要人为辅助设定可能的路径。

【技术实现步骤摘要】
【
】本专利技术系关于一种影像处理技术之方法，特别是一种有关于自动描绘(追踪)边缘走向之方法。【
技术介绍
】描绘边缘走向之方法被认为是一种很重要的影像前置处理，其原因是由于对象边缘之描绘越趋完整，对象具备之特征像是大小、形状或是数量等将能越精确地被纪录，该些纪录亦可使后续影像处理的工作更简单、快速地被执行。后续影像处理的工作系指须利用边缘侦测的结果作延伸处理之技术，如:场景解析(scene analysis)、图形辨识(patternrecognition)等技术,而这些技术在实际应用时，如果想使用较少的硬件资源或计算效能就达到较佳的影像处理成效，则该输入影像的边缘侦测结果势必需具备更高的可利用度。然而，众多影像处理程序若没有使用描绘边缘走向之方法，仅利用边缘侦测所获得的结果作为后续影像处理的输入，则后续影像处理的输出结果很有可能是不如预期的，因为现存的边缘侦测方法多仅保留非连续、具代表性的边缘线段，但该些边缘线段彼此之间的对应关系并未保留，例如两线段属于同一个对象轮廓的不连续边缘，并不会在进行边缘侦测时一同获知，进而造成无法建立该对象完整的轮廓。为了使若干个边缘线段在不相连的情况下得以建立连续性，并藉由该些边缘线段建立之连续性产生可能的对象轮廓，本专利技术提出一描绘边缘走向之方法。传统用于描绘边缘走向之方法如下，首先从一输入影像中选取一起始点，该起始点为对应边缘上的任一像素点,侦测该起始点周遭范围内的边缘像素点，取一坐标位置最相近且非同一边缘上之像素点，将包含该最相近边缘点的边缘视为是必须被描绘的边缘走向。然而，该选取最相近边缘点作为描绘边缘走向之方法有其缺点，即是当该输入影像背景较复杂、有噪声干扰、光影变化等情况下易造成对象边缘/轮廓描绘方向的偏差或是描绘错误等情形发生，如图7所示，在散乱边缘中如果使用最相近边缘点之方法，则会将灰色矩形框内的边缘视为是须被描绘的边缘走向。换句话说，该选取最相近边缘点之方法的强健性不足，易因为输入影像的些许差异(例如:光源)，使得描绘结果无法贴合边缘走向，甚至是将非同一轮廓的边缘描绘成同一边缘走向。相关专利前案如日本公开专利JP2001-319239号，提出一追踪人物轮廓之方法，该方法首先假设一目标像素，该目标像素位于边缘上且前方有一区间作为撷取边缘强度之范围，当该区间内的边缘强度高于一设定阀值，则取该区间内最大边缘强度值之坐标作为下一目标像素的坐标位置。但是该追踪人物轮廓之方法仅利用边缘强度值作为下一目标像素坐标位置的判断依据，而当一输入影像背景较复杂(譬如:背景为树林、草丛等)或是噪声干扰严重等情况下，下一目标像素之坐标位置易产生错误。有鉴于此，本专利技术系针对上述习知技术之缺失，提出一种于输入影像中自动描绘边缘走向之方法，以有效克服上述之该等问题。【
技术实现思路
】本专利技术之主要目的在提出一种于输入影像中自动描绘边缘走向之方法，其先藉由包含一起始点之第一区域(追踪区域)统计筛选一第一显着角度，并将其视为可能的边缘走向，后续沿着该边缘走向在距离起始点一定距离处设置一第二区域(探测区域)，该第二区域是为了先一步探测该可能的边缘走向上之边缘角度值分布，并依据该些边缘角度值统计筛选出一第二显着角度，并将该第二显着角度作为该第一区域估测实际边缘走向的依据。值得注意的是，该统计筛选出显着角度的步骤可以为直方图统计取最大mode (bin)、取中位数、取平均数等方式实现，故该统计筛选步骤主要技术思想在于利用角度/方向信息做为描绘边缘走向之依据，并非强调如何计算该些角度/方向信息，故该些统计筛选的方式(不限定
技术实现思路
内所提及)皆为可利用来取得角度/方向信息的工具。另一方面，该些区域为包含一定面积之二维平面空间，下列仅举几种常见之结构:圆形、椭圆形、三角形、方形、扇形、梯形、多边形等，甚至是一线段皆包含于此。该些区域亦可为一定体积之三维立体空间，列举如下:柱体、锥体等。该描绘边缘走向之方法详细步骤如下:(a)输入一影像；(b)执行撷取若干个边缘坐标值、角度值；(C)在该些边缘坐标值中选取一起始点；(d)在该影 像上定义一区域范围为第一区域，该第一区域包含该起始点；(e)将对应该第一区域内的若干个角度值进行统计以获得一主要角度值，后续以该主要角度值决定一第一角度筛选范围，并以该第一角度筛选范围对该第一区域进行角度筛选，以获得一第一显着角度(significant angular value)以及一第一指标；(f)根据步骤(e)获得之该第一显着角度在该影像上决定一探测点，接着定义一第二区域包含该探测点，并根据该第一显着角度决定一第二角度筛选范围，且该第二角度筛选范围比该第一角度筛选范围大，后续根据该第二角度筛选范围对该第二区域进行角度筛选，以获得一第二显着角度以及一第二指标；(g)使用该第二显着角度更新该第一角度筛选范围，并对该第一区域进行角度筛选以更新该第一显着角度；(h)根据步骤(g)获得之该第一显着角度决定一新起始点，且步骤(d)中之该起始点被该新起始点所取代；(i)重复执行步骤(d)至(h)直到该第一指标或该第二指标低于一阀值时则停止执行步骤；本专利技术能藉上述步骤，在不连续边缘或对象轮廓破碎的情况下，侦测并描绘出其应有的边缘走向，其中步骤(a)该输入影像泛指以向量形式输入的信息，包含光学影像、与非光学影像，该光学影像例如:车道、条形码、破碎的对象轮廓等，该非光学影像则包含以下列方式获得之影像:核磁共振(MRI)、超音波(ultrasound)、计算机断层扫描(CT)等。本专利技术之另一目的在提供一种可读取储存媒体，用以储存机器可执行之程序，该程序用以实现本专利技术之方法。该可读取储存媒体如众所皆知的硬盘、内存等。本专利技术之再一目的在提供一种电子机器，该电子机器包含:一读取影像之装置、本专利技术另一目的之可读取储存媒体、一运算装置等。本专利技术之关键技术思想有三，其一系利用一第二区域先一步于一第一区域探测边缘走向并撷取第二区域内的角度值，且将该第二区域撷取之该些角度值经角度筛选获得之第二显着角度作为参考角度，将该参考角度作为更新第一显着角度的依据。两区域间搭配的整体概念就如同军队行军，该第二区域(探测区域)就像是军队里的侦查兵，其负责先一步收集信息并回报给后方的军队，供指挥官判断是否需要修正队伍行进的方向。使用一探测区域先行探测并将信息回传的好处为，可以增强本专利技术方法描绘边缘走向的可靠度，假使不使用一第二区域先一步撷取角度值以更新该第一显着角度，则当遇到边缘弯曲幅度较大时，该第一区域内所包含之角度值无法准确地描绘出该边缘弯曲的幅度，此时经角度筛选后之该第一显着角度和该边缘的实际走向之间会有误差，如不实时修正则误差累计会越来越大，致无法精确描绘出该边缘。如同前述军队行军的例子，如果没有侦查兵先行探测，便无法实时得知敌军的行踪，亦无法针对敌军的变动实时调整应对战术及准确掌握其位置。本专利技术之方法系利用角度值而非习知(如日本公开专利编号第2001-319239号)技术所利用之边缘强度值，但是如果判断边缘走向的信息是依据边缘强度值，则很可能因某一杂乱边缘所包含之坐标点边缘强度较强而使得边缘走向偏离主要边缘方向。即使边缘杂乱分布于区域内，本专利技术还是能将该区域内的若干个角度值进行角度筛选以找出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种描绘边缘走向之方法，其特征在于该描绘边缘走向之方法依序包含下列步骤：(a) 输入一影像；(b) 执行撷取若干个边缘坐标值、角度值；(c) 在该些边缘坐标值中选取一起始点；(d) 在该影像上定义一区域范围为第一区域，该第一区域包含该起始点；(e) 将对应该第一区域内的若干个角度值进行统计以获得一主要角度值，后续以该主要角度值决定一第一角度筛选范围，并以该第一角度筛选范围对该第一区域进行角度筛选，以获得一第一显着角度(significant angular value)以及一第一指标；(f) 根据步骤(e)获得之该第一显着角度在该影像上决定一探测点，接着定义一第二区域包含该探测点，并根据该第一显着角度决定一第二角度筛选范围，且该第二角度筛选范围比该第一角度筛选范围大，后续根据该第二角度筛选范围对该第二区域进行角度筛选，以获得一第二显着角度以及一第二指标；(g) 使用该第二显着角度更新该第一角度筛选范围，并对该第一区域进行角度筛选以更新该第一显着角度；(h) 根据步骤(g)获得之该第一显着角度决定一新起始点，且步骤(d)中之该起始点被该新起始点所取代；(i) 重复执行步骤(d)至(h)直到该第一指标或该第二指标低于一阀值时则停止执行步骤。...

【技术特征摘要】
1.一种描绘边缘走向之方法,其特征在于该描绘边缘走向之方法依序包含下列步骤: (a)输入一影像； (b)执行撷取若干个边缘坐标值、角度值； (C)在该些边缘坐标值中选取一起始点； (d)在该影像上定义一区域范围为第一区域，该第一区域包含该起始点； (e)将对应该第一区域内的若干个角度值进行统计以获得一主要角度值，后续以该主要角度值决定一第一角度筛选范围，并以该第一角度筛选范围对该第一区域进行角度筛选，以获得一第一显着角度(significant angular value)以及一第一指标； (f)根据步骤(e)获得之该第一显着角度在该影像上决定一探测点，接着定义一第二区域包含该探测点，并根据该第一显着角度决定一第二角度筛选范围，且该第二角度筛选范围比该第一角度筛选范围大，后续根据该第二角度筛选范围对该第二区域进行角度筛选，以获得一第二显着角度以及一第二指标； (g)使用该第二显着角度更新该第一角度筛选范围，并对该第一区域进行角度筛选以更新该第一显着角度； (h)根据步骤(g)获得之该第一显着角度决定一新起始点，且步骤(d)中之该起始点被该新起始点所取代； (i)重复执行步骤(d)至(h)直到该第一指标或该第二指标低于一阀值时则停止执行步骤。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该输入影像系二维空间平面影像。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该输入影像系三维空间立体影像。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该输入影像系灰阶影像。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该输入影像系彩色影像。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在执行步骤(b)前，尚包括将该彩色影像转换为一灰阶影像。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该撷取若干个边缘坐标值、角度值系使用一边缘侦测算法。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该边缘侦测可以下列算法之一为之:Sobel、Prewitt、Roberts、Laplacian。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该选取起始点的方式可以为下列之一: (1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾俊舜，王荣华，蔡姗錞，林长德，林巧伟，王奕骅，
申请(专利权)人：威达电股份有限公司，芯发威达电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71