matlab - MATLAB 中的 Houghlines

Question

使用 Hough lines 检测图像中的线条后，如何使用它来计算引用图像线条的角度(旋转)变化？

Answer 1

读者须知:这是一个后续问题，请参阅这些背景信息:

How to select maximum intensity in Hough transform in MATLAB?

Calculating displacement moved in MATLAB

这个过程与我之前展示的相似。下面我正在使用 the images from your previous question (因为你只提供了一个，我通过将第一个旋转 10 度来创建另一个)。

我们首先检测两个图像的线条。我们在 Hough 的帮助下完成此操作 transform functions .这看起来适用于两个图像:



接下来，我们要使用线端点作为控制点来执行图像配准。首先，我们确保两个图像中的点相互对应。我通过使用 计算凸包来做到这一点。 convhull 它会自动按逆时针顺序对它们进行排序(或者是相反的方向!)。上面显示的数字表示顺序。

最后，我们使用函数 cp2tform 得到变换矩阵，我们用它来对齐图像并提取平移、旋转和缩放。

以下是完整代码:

%% # Step 1: read and prepare images
%# (since you provided only one, I created the other by rotating the first).
I1 = imread('http://i.stack.imgur.com/Se6zX.jpg');
I1 = rgb2gray( imcrop(I1, [85   35  445  345]) ); %# Get rid of white border
I2 = imrotate(I1, -10, 'bilinear', 'crop'); %# Create 2nd by rotating 10 degrees

%% # Step 2: detect the cross sign endpoints (sorted in same order)
p1 = getCross(I1);
p2 = getCross(I2);

%% # Step 3: perform Image Registration
%# Find transformation that maps I2 to I1 using the 4 control points for each
t = cp2tform(p2,p1,'affine');

%# Transform I2 to be aligned with I1
II2 = imtransform(I2, t, 'XData',[1 size(I1,2)], 'YData',[1 size(I1,1)]);

%# Plot
figure('menu','none')
subplot(131), imshow(I1), title('I1')
subplot(132), imshow(I2), title('I2')
subplot(133), imshow(II2), title('I2 (aligned)')

%# Recover affine transformation params (translation, rotation, scale)
ss = t.tdata.Tinv(2,1);
sc = t.tdata.Tinv(1,1);
tx = t.tdata.Tinv(3,1);
ty = t.tdata.Tinv(3,2);
scale = sqrt(ss*ss + sc*sc)
rotation = atan2(ss,sc)*180/pi
translation = [tx ty]

这是提取线端点的函数:

function points = getCross(I)
    %# Get edges (simply by thresholding)
    I = imfilter(I, fspecial('gaussian', [7 7], 1), 'symmetric');
    BW = imclearborder(~im2bw(I, 0.5));

    %# Hough transform
    [H,T,R] = hough(BW);

    %# Detect peaks
    P  = houghpeaks(H, 2);

    %# Detect lines
    lines = houghlines(BW, T, R, P);

    %# Sort 2D points in counterclockwise order
    points = [vertcat(lines.point1); vertcat(lines.point2)];
    idx = convhull(points(:,1), points(:,2));
    points = points(idx(1:end-1),:);
end

结果:

scale =
    1.0025
rotation =
   -9.7041
translation =
   32.5270  -38.5021

旋转恢复为几乎 10 度(有一些不可避免的错误)，并且缩放实际上是 1(意味着没有缩放)。请注意，上面的示例中有一个平移组件，因为没有围绕十字符号的中心执行旋转)。