自動(dòng)描繪對(duì)象邊緣走向之方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提出一種于輸入影像中自動(dòng)描繪邊緣走向之方法，其系以區(qū)域探測(cè)方式進(jìn)行走向的追蹤，對(duì)一區(qū)域內(nèi)的畫素?cái)X取角度并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而獲得一顯著角度，其特征系在可能的行進(jìn)方向上先一步探測(cè)(probe-ahead)一參考角度，該參考角度用于調(diào)整前述顯著角度以實(shí)時(shí)修正行進(jìn)方向。當(dāng)一對(duì)象輪廓擁有足夠的連續(xù)性時(shí)(例如：條形碼邊界、車道線等)，即便該些輪廓因?yàn)橛跋裉幚砑夹g(shù)(譬如：邊緣偵測(cè)、高通濾波等)造成破碎的線段，甚至輸入影像包含噪聲干擾、復(fù)雜背景、光影變化等本發(fā)明專利技術(shù)方法仍可自動(dòng)描繪其邊緣輪廓走向而不需要人為輔助設(shè)定可能的路徑。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【
】本專利技術(shù)系關(guān)于一種影像處理技術(shù)之方法，特別是一種有關(guān)于自動(dòng)描繪(追蹤)邊緣走向之方法。【
技術(shù)介紹
】描繪邊緣走向之方法被認(rèn)為是一種很重要的影像前置處理，其原因是由于對(duì)象邊緣之描繪越趨完整，對(duì)象具備之特征像是大小、形狀或是數(shù)量等將能越精確地被紀(jì)錄，該些紀(jì)錄亦可使后續(xù)影像處理的工作更簡(jiǎn)單、快速地被執(zhí)行。后續(xù)影像處理的工作系指須利用邊緣偵測(cè)的結(jié)果作延伸處理之技術(shù)，如:場(chǎng)景解析(scene analysis)、圖形辨識(shí)(patternrecognition)等技術(shù),而這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果想使用較少的硬件資源或計(jì)算效能就達(dá)到較佳的影像處理成效，則該輸入影像的邊緣偵測(cè)結(jié)果勢(shì)必需具備更高的可利用度。然而，眾多影像處理程序若沒有使用描繪邊緣走向之方法，僅利用邊緣偵測(cè)所獲得的結(jié)果作為后續(xù)影像處理的輸入，則后續(xù)影像處理的輸出結(jié)果很有可能是不如預(yù)期的，因?yàn)楝F(xiàn)存的邊緣偵測(cè)方法多僅保留非連續(xù)、具代表性的邊緣線段，但該些邊緣線段彼此之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系并未保留，例如兩線段屬于同一個(gè)對(duì)象輪廓的不連續(xù)邊緣，并不會(huì)在進(jìn)行邊緣偵測(cè)時(shí)一同獲知，進(jìn)而造成無(wú)法建立該對(duì)象完整的輪廓。為了使若干個(gè)邊緣線段在不相連的情況下得以建立連續(xù)性，并藉由該些邊緣線段建立之連續(xù)性產(chǎn)生可能的對(duì)象輪廓，本專利技術(shù)提出一描繪邊緣走向之方法。傳統(tǒng)用于描繪邊緣走向之方法如下，首先從一輸入影像中選取一起始點(diǎn)，該起始點(diǎn)為對(duì)應(yīng)邊緣上的任一像素點(diǎn),偵測(cè)該起始點(diǎn)周遭范圍內(nèi)的邊緣像素點(diǎn)，取一坐標(biāo)位置最相近且非同一邊緣上之像素點(diǎn)，將包含該最相近邊緣點(diǎn)的邊緣視為是必須被描繪的邊緣走向。然而，該選取最相近邊緣點(diǎn)作為描繪邊緣走向之方法有其缺點(diǎn)，即是當(dāng)該輸入影像背景較復(fù)雜、有噪聲干擾、光影變化等情況下易造成對(duì)象邊緣/輪廓描繪方向的偏差或是描繪錯(cuò)誤等情形發(fā)生，如圖7所示，在散亂邊緣中如果使用最相近邊緣點(diǎn)之方法，則會(huì)將灰色矩形框內(nèi)的邊緣視為是須被描繪的邊緣走向。換句話說(shuō)，該選取最相近邊緣點(diǎn)之方法的強(qiáng)健性不足，易因?yàn)檩斎胗跋竦男┰S差異(例如:光源)，使得描繪結(jié)果無(wú)法貼合邊緣走向，甚至是將非同一輪廓的邊緣描繪成同一邊緣走向。相關(guān)專利前案如日本公開專利JP2001-319239號(hào)，提出一追蹤人物輪廓之方法，該方法首先假設(shè)一目標(biāo)像素，該目標(biāo)像素位于邊緣上且前方有一區(qū)間作為擷取邊緣強(qiáng)度之范圍，當(dāng)該區(qū)間內(nèi)的邊緣強(qiáng)度高于一設(shè)定閥值，則取該區(qū)間內(nèi)最大邊緣強(qiáng)度值之坐標(biāo)作為下一目標(biāo)像素的坐標(biāo)位置。但是該追蹤人物輪廓之方法僅利用邊緣強(qiáng)度值作為下一目標(biāo)像素坐標(biāo)位置的判斷依據(jù)，而當(dāng)一輸入影像背景較復(fù)雜(譬如:背景為樹林、草叢等)或是噪聲干擾嚴(yán)重等情況下，下一目標(biāo)像素之坐標(biāo)位置易產(chǎn)生錯(cuò)誤。有鑒于此，本專利技術(shù)系針對(duì)上述習(xí)知技術(shù)之缺失，提出一種于輸入影像中自動(dòng)描繪邊緣走向之方法，以有效克服上述之該等問(wèn)題。【
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
】本專利技術(shù)之主要目的在提出一種于輸入影像中自動(dòng)描繪邊緣走向之方法，其先藉由包含一起始點(diǎn)之第一區(qū)域(追蹤區(qū)域)統(tǒng)計(jì)篩選一第一顯著角度，并將其視為可能的邊緣走向，后續(xù)沿著該邊緣走向在距離起始點(diǎn)一定距離處設(shè)置一第二區(qū)域(探測(cè)區(qū)域)，該第二區(qū)域是為了先一步探測(cè)該可能的邊緣走向上之邊緣角度值分布，并依據(jù)該些邊緣角度值統(tǒng)計(jì)篩選出一第二顯著角度，并將該第二顯著角度作為該第一區(qū)域估測(cè)實(shí)際邊緣走向的依據(jù)。值得注意的是，該統(tǒng)計(jì)篩選出顯著角度的步驟可以為直方圖統(tǒng)計(jì)取最大mode (bin)、取中位數(shù)、取平均數(shù)等方式實(shí)現(xiàn)，故該統(tǒng)計(jì)篩選步驟主要技術(shù)思想在于利用角度/方向信息做為描繪邊緣走向之依據(jù)，并非強(qiáng)調(diào)如何計(jì)算該些角度/方向信息，故該些統(tǒng)計(jì)篩選的方式(不限定
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
內(nèi)所提及)皆為可利用來(lái)取得角度/方向信息的工具。另一方面，該些區(qū)域?yàn)榘欢娣e之二維平面空間，下列僅舉幾種常見之結(jié)構(gòu):圓形、橢圓形、三角形、方形、扇形、梯形、多邊形等，甚至是一線段皆包含于此。該些區(qū)域亦可為一定體積之三維立體空間，列舉如下:柱體、錐體等。該描繪邊緣走向之方法詳細(xì)步驟如下:(a)輸入一影像；(b)執(zhí)行擷取若干個(gè)邊緣坐標(biāo)值、角度值；(C)在該些邊緣坐標(biāo)值中選取一起始點(diǎn)；(d)在該影 像上定義一區(qū)域范圍為第一區(qū)域，該第一區(qū)域包含該起始點(diǎn)；(e)將對(duì)應(yīng)該第一區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)角度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以獲得一主要角度值，后續(xù)以該主要角度值決定一第一角度篩選范圍，并以該第一角度篩選范圍對(duì)該第一區(qū)域進(jìn)行角度篩選，以獲得一第一顯著角度(significant angular value)以及一第一指標(biāo)；(f)根據(jù)步驟(e)獲得之該第一顯著角度在該影像上決定一探測(cè)點(diǎn)，接著定義一第二區(qū)域包含該探測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)該第一顯著角度決定一第二角度篩選范圍，且該第二角度篩選范圍比該第一角度篩選范圍大，后續(xù)根據(jù)該第二角度篩選范圍對(duì)該第二區(qū)域進(jìn)行角度篩選，以獲得一第二顯著角度以及一第二指標(biāo)；(g)使用該第二顯著角度更新該第一角度篩選范圍，并對(duì)該第一區(qū)域進(jìn)行角度篩選以更新該第一顯著角度；(h)根據(jù)步驟(g)獲得之該第一顯著角度決定一新起始點(diǎn)，且步驟(d)中之該起始點(diǎn)被該新起始點(diǎn)所取代；(i)重復(fù)執(zhí)行步驟(d)至(h)直到該第一指標(biāo)或該第二指標(biāo)低于一閥值時(shí)則停止執(zhí)行步驟；本專利技術(shù)能藉上述步驟，在不連續(xù)邊緣或?qū)ο筝喞扑榈那闆r下，偵測(cè)并描繪出其應(yīng)有的邊緣走向，其中步驟(a)該輸入影像泛指以向量形式輸入的信息，包含光學(xué)影像、與非光學(xué)影像，該光學(xué)影像例如:車道、條形碼、破碎的對(duì)象輪廓等，該非光學(xué)影像則包含以下列方式獲得之影像:核磁共振(MRI)、超音波(ultrasound)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)等。本專利技術(shù)之另一目的在提供一種可讀取儲(chǔ)存媒體，用以儲(chǔ)存機(jī)器可執(zhí)行之程序，該程序用以實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)之方法。該可讀取儲(chǔ)存媒體如眾所皆知的硬盤、內(nèi)存等。本專利技術(shù)之再一目的在提供一種電子機(jī)器，該電子機(jī)器包含:一讀取影像之裝置、本專利技術(shù)另一目的之可讀取儲(chǔ)存媒體、一運(yùn)算裝置等。本專利技術(shù)之關(guān)鍵技術(shù)思想有三，其一系利用一第二區(qū)域先一步于一第一區(qū)域探測(cè)邊緣走向并擷取第二區(qū)域內(nèi)的角度值，且將該第二區(qū)域擷取之該些角度值經(jīng)角度篩選獲得之第二顯著角度作為參考角度，將該參考角度作為更新第一顯著角度的依據(jù)。兩區(qū)域間搭配的整體概念就如同軍隊(duì)行軍，該第二區(qū)域(探測(cè)區(qū)域)就像是軍隊(duì)里的偵查兵，其負(fù)責(zé)先一步收集信息并回報(bào)給后方的軍隊(duì)，供指揮官判斷是否需要修正隊(duì)伍行進(jìn)的方向。使用一探測(cè)區(qū)域先行探測(cè)并將信息回傳的好處為，可以增強(qiáng)本專利技術(shù)方法描繪邊緣走向的可靠度，假使不使用一第二區(qū)域先一步擷取角度值以更新該第一顯著角度，則當(dāng)遇到邊緣彎曲幅度較大時(shí)，該第一區(qū)域內(nèi)所包含之角度值無(wú)法準(zhǔn)確地描繪出該邊緣彎曲的幅度，此時(shí)經(jīng)角度篩選后之該第一顯著角度和該邊緣的實(shí)際走向之間會(huì)有誤差，如不實(shí)時(shí)修正則誤差累計(jì)會(huì)越來(lái)越大，致無(wú)法精確描繪出該邊緣。如同前述軍隊(duì)行軍的例子，如果沒有偵查兵先行探測(cè)，便無(wú)法實(shí)時(shí)得知敵軍的行蹤，亦無(wú)法針對(duì)敵軍的變動(dòng)實(shí)時(shí)調(diào)整應(yīng)對(duì)戰(zhàn)術(shù)及準(zhǔn)確掌握其位置。本專利技術(shù)之方法系利用角度值而非習(xí)知(如日本公開專利編號(hào)第2001-319239號(hào))技術(shù)所利用之邊緣強(qiáng)度值，但是如果判斷邊緣走向的信息是依據(jù)邊緣強(qiáng)度值，則很可能因某一雜亂邊緣所包含之坐標(biāo)點(diǎn)邊緣強(qiáng)度較強(qiáng)而使得邊緣走向偏離主要邊緣方向。即使邊緣雜亂分布于區(qū)域內(nèi)，本專利技術(shù)還是能將該區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)角度值進(jìn)行角度篩選以找出本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種描繪邊緣走向之方法，其特征在于該描繪邊緣走向之方法依序包含下列步驟：(a)?輸入一影像；(b)?執(zhí)行擷取若干個(gè)邊緣坐標(biāo)值、角度值；(c)?在該些邊緣坐標(biāo)值中選取一起始點(diǎn)；(d)?在該影像上定義一區(qū)域范圍為第一區(qū)域，該第一區(qū)域包含該起始點(diǎn)；(e)?將對(duì)應(yīng)該第一區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)角度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以獲得一主要角度值，后續(xù)以該主要角度值決定一第一角度篩選范圍，并以該第一角度篩選范圍對(duì)該第一區(qū)域進(jìn)行角度篩選，以獲得一第一顯著角度(significant?angular?value)以及一第一指標(biāo)；(f)?根據(jù)步驟(e)獲得之該第一顯著角度在該影像上決定一探測(cè)點(diǎn)，接著定義一第二區(qū)域包含該探測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)該第一顯著角度決定一第二角度篩選范圍，且該第二角度篩選范圍比該第一角度篩選范圍大，后續(xù)根據(jù)該第二角度篩選范圍對(duì)該第二區(qū)域進(jìn)行角度篩選，以獲得一第二顯著角度以及一第二指標(biāo)；(g)?使用該第二顯著角度更新該第一角度篩選范圍，并對(duì)該第一區(qū)域進(jìn)行角度篩選以更新該第一顯著角度；(h)?根據(jù)步驟(g)獲得之該第一顯著角度決定一新起始點(diǎn)，且步驟(d)中之該起始點(diǎn)被該新起始點(diǎn)所取代；(i)?重復(fù)執(zhí)行步驟(d)至(h)直到該第一指標(biāo)或該第二指標(biāo)低于一閥值時(shí)則停止執(zhí)行步驟。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種描繪邊緣走向之方法,其特征在于該描繪邊緣走向之方法依序包含下列步驟: (a)輸入一影像； (b)執(zhí)行擷取若干個(gè)邊緣坐標(biāo)值、角度值； (C)在該些邊緣坐標(biāo)值中選取一起始點(diǎn)； (d)在該影像上定義一區(qū)域范圍為第一區(qū)域，該第一區(qū)域包含該起始點(diǎn)； (e)將對(duì)應(yīng)該第一區(qū)域內(nèi)的若干個(gè)角度值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)以獲得一主要角度值，后續(xù)以該主要角度值決定一第一角度篩選范圍，并以該第一角度篩選范圍對(duì)該第一區(qū)域進(jìn)行角度篩選，以獲得一第一顯著角度(significant angular value)以及一第一指標(biāo)； (f)根據(jù)步驟(e)獲得之該第一顯著角度在該影像上決定一探測(cè)點(diǎn)，接著定義一第二區(qū)域包含該探測(cè)點(diǎn)，并根據(jù)該第一顯著角度決定一第二角度篩選范圍，且該第二角度篩選范圍比該第一角度篩選范圍大，后續(xù)根據(jù)該第二角度篩選范圍對(duì)該第二區(qū)域進(jìn)行角度篩選，以獲得一第二顯著角度以及一第二指標(biāo)； (g)使用該第二顯著角度更新該第一角度篩選范圍，并對(duì)該第一區(qū)域進(jìn)行角度篩選以更新該第一顯著角度； (h)根據(jù)步驟(g)獲得之該第一顯著角度決定一新起始點(diǎn)，且步驟(d)中之該起始點(diǎn)被該新起始點(diǎn)所取代； (i)重復(fù)執(zhí)行步驟(d)至(h)直到該第一指標(biāo)或該第二指標(biāo)低于一閥值時(shí)則停止執(zhí)行步驟。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該輸入影像系二維空間平面影像。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該輸入影像系三維空間立體影像。4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該輸入影像系灰階影像。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該輸入影像系彩色影像。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在執(zhí)行步驟(b)前，尚包括將該彩色影像轉(zhuǎn)換為一灰階影像。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該擷取若干個(gè)邊緣坐標(biāo)值、角度值系使用一邊緣偵測(cè)算法。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，該邊緣偵測(cè)可以下列算法之一為之:Sobel、Prewitt、Roberts、Laplacian。9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該選取起始點(diǎn)的方式可以為下列之一: (1)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：曾俊舜，王榮華，蔡姍錞，林長(zhǎng)德，林巧偉，王奕驊，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：威達(dá)電股份有限公司，芯發(fā)威達(dá)電子上海有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：中國(guó)臺(tái)灣;71