【图像教程】图像处理实现直线识别（拟合角平分线）

function chengxu()
%第1步
close all
I=imread('1.jpg');  %读取图像
I=rgb2gray(I);    %彩色图像转换成灰度图

% I=im2bw(I);      %二值化
I=edge(double(I)); %检测图像的边缘
figure
imshow(I)          %显示边缘检测的结果

%第2步

[m,n]=size(I);     %计算图像的尺寸

M=3;             %定义X方向分割的块数
N=3;             %定义Y方向分割的块数
mm=floor(m/M);   %子块行的长度
nn=floor(n/N);   %子块列的长度
count=1;         %计数器
figure
for i=1:M
    for j=1:N
        A=I((i-1)*mm+1:i*mm,(j-1)*nn+1:j*nn);    %分割原图像，得到一个子块
        subplot(M,N,count)      
        imshow(A)               %显示一个子块
        zuoshangjiao=[(i-1)*mm+1 (j-1)*nn+1];  %子块左上角的坐标
        [x,y,k,b]=zikuai(A,zuoshangjiao);      %得到子块里白色像素点拟合得到的直线的斜率k和截距b（调用zikuai函数）
        X{count}=x;       %保存子块里所有白色像素的x坐标
        Y{count}=y;       %保存子块里所有白色像素的y坐标
        K(count)=k;       %保存子块里拟合得到的直线的斜率k
        B(count)=b;       %保存子块里拟合得到的直线的截距b
        count=count+1;    %计数器加1，进行下一个子块的计算
    end
end

%第3步
KK=K(~isnan(K));   %去掉K中的NaN（白色像素点少于10的子块）
BB=B(~isnan(B));   %去掉B中的NaN（白色像素点少于10的子块）

mean_K=mean(KK);   %求所有斜率的平均值
mean_B=mean(BB);   %求所有截距的平均值

figure
subplot(2,1,1)
plot(KK,'-o')
title('各子块拟合得到的直线k值')
subplot(2,1,2)
plot(BB,'-o')
title('各子块拟合得到的直线b值')

count1=1;
count2=1;
for i=1:length(K)
    if ~isnan(K(i))
        if K(i)>mean_K            %大于斜率平均值的子块，将这些子块的白色像素点位置集合到cell型数组X1和Y1（分别存x和y）
            X1{count1}=X{i};
            Y1{count1}=Y{i};
            count1=count1+1;
        else                      %小于斜率平均值的子块，将这些子块的白色像素点位置集合到cell型数组X2和Y2（分别存x和y）
            X2{count2}=X{i};
            Y2{count2}=Y{i};
            count2=count2+1;
        end
    end
end

XX1=[];
YY1=[];
XX2=[];
YY2=[];

for i=1:length(X1)         %大于斜率平均值的子块，将这些子块的白色像素点位置集合到double型数组里，方便计算
    XX1=[XX1;X1{i}];
    YY1=[YY1;Y1{i}];
end

for i=1:length(X2)         %小于斜率平均值的子块，将这些子块的白色像素点位置集合到double型数组里，方便计算
    XX2=[XX2;X2{i}];
    YY2=[YY2;Y2{i}];
end

%%%%%直线1和直线2被从图像里提取出来了分别为XX1,YY1和XX2,YY2
%离散点拟合得到直线1的斜率k1和截距b1
A1=[XX1,ones(length(XX1),1)];
kb1=A1\YY1;
k1=kb1(1);
b1=kb1(2);
            
%离散点拟合得到直线2的斜率k2和截距b2
A2=[XX2,ones(length(XX2),1)];
kb2=A2\YY2;
k2=kb2(1);
b2=kb2(2);

xx0=[1 m];
yy0=[1 n];

yy1=k1*xx0+b1;  %得到直线1上的两点，以便绘制直线1
yy2=k2*xx0+b2;  %得到直线3上的两点，以便绘制直线2

%%%%绘制拟合得到的直线和分离出来的离散点
%直线1
figure
axis([1,m,1,n])    %设定显示范围
hold on
scatter(XX1,YY1,'LineWidth',5)   %绘制直线1对应的白色像素位置
plot(xx0,yy1,'r','LineWidth',3)  %绘制拟合到的直线1

%直线2
hold on
scatter(XX2,YY2,'k','LineWidth',5)  %绘制直线2对应的白色像素位置
plot(xx0,yy2,'y','LineWidth',3)     %绘制拟合到的直线2

%第4步

%求两条直线的交点
X0=(b2-b1)/(k1-k2);
Y0=k1*X0+b1;

alpha=atan(k1);    %直线1与x夹角
beta=atan(k2);     %直线2与x夹角

K01=tan((alpha+beta)/2);        %角平分线1的斜率
K02=tan(-pi/2+(alpha+beta)/2);  %角平分线2的斜率

B01=Y0-K01*X0;   %角平分线1的截距
B02=Y0-K02*X0;   %角平分线2的截距

%绘制角平分线
xx0=[1 m];
yy0=[1 n];

YY1=K01*xx0+B01;  %角平分线1
YY2=K02*xx0+B02;  %角平分线2
plot(xx0,YY1);    %绘制角平分线1
plot(xx0,YY2);    %绘制角平分线2

view([90 90])
end