[发明专利]图像边缘检测方法及装置

权利要求书

1.一种图像边缘检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获得原始图像的三个色度分量图像，对所述三个色度分量图像进行高斯滤波及一阶差分滤波；

其中，所述原始图像的红、绿、蓝三个色度分量图像用{f_i(x，y)|i＝1，2，3}表示，i＝1，2，3中的1、2、3分别表示所述红、绿、蓝三种颜色；选取二维高斯函数G(x，y)对所述三个色度分量图像进行高斯滤波，高斯滤波后的图像用h(x，y)表示，所述高斯滤波后的三个色度分量图像表示为h_i(x，y)＝G(x，y)*f_i(x，y)，i＝1，2，3；

对进行过所述高斯滤波及一阶差分滤波后的所述三个色度分量图像分别求取均方根值，并进行归一化处理，分别得到对应于所述三个色度分量图像的第一梯度值图像；

其中，计算进行过所述高斯滤波后及所述三个色度分量图像的水平方向和竖直方向的一阶差分滤波后的图像的均方根值；

对获取的所述均方根值图像进行归一化处理，分别形成对应于三个色度分量图像的三个第一梯度值图像；

提取每个所述第一梯度值图像中的各个像素关于所述三个色度分量的最大梯度值，作为对应于原始图像的第二梯度值图像；

根据所述第二梯度值图像构建梯度值分布直方图，确定对应于单门限阈值的非边缘像素最大梯度值，其中，根据公式确定非边缘像素最大梯度值Z_max，其中，N表示将[0,1]这个图像梯度值区间等间隔划分为N个子区间，Δ＝1/N是每个区间的长度，q(i*Δ)表示梯度值落在第i个子区间的总像素数，2≤L＜N，M为门限阈值，计算时取Z_max≥M，L是使Z满足大于或等于M时所对应的最小整数值；

将梯度值低于所述非边缘像素最大梯度值的像素置为零，剩余的像素即为图像边缘像素。

2.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，所述获得原始图像的三个色度分量图像，对所述三个色度分量图像进行高斯滤波及一阶差分滤波，包括：

获得所述原始图像的红、绿、蓝三个色度分量图像，对所述三个色度分量图像进行高斯滤波；

对进行过所述高斯滤波后的所述三个色度分量图像分别进行水平方向及竖直方向的一阶差分滤波。

3.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，所述二维高斯函数G(x，y)具体为其中，σ＝1.4。

4.根据权利要求3所述的图像边缘检测方法，其特征在于，与所述二维高斯函数G(x，y)对应的高斯滤波器模板为以当前像素为中心，上下左右各取四个像素的高斯滤波器模板。

5.根据权利要求4所述的图像边缘检测方法，其特征在于，所述对进行过所述高斯滤波后的所述三个色度分量图像分别进行水平方向及竖直方向的一阶差分滤波，包括：

获取所述二维高斯函数G(x，y)在x方向的一阶方向导数以及在y方向的一阶方向导数，分别作为水平方向和竖直方向的滤波函数；

运用水平方向滤波函数对进行过所述高斯滤波后的所述三个色度分量图像进行水平方向的一阶差分滤波；

运用竖直方向滤波函数对进行过所述高斯滤波后的所述三个色度分量图像进行竖直方向的一阶差分滤波。

6.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，门限阈值的取值范围是0.30～0.65。

7.一种图像边缘检测装置，其特征在于，所述装置包括：滤波模块、归一化处理模块、梯度值提取模块、直方图构建模块和比较运算模块；

所述滤波模块用于对获得的原始图像的三个色度分量图像进行高斯滤波及一阶差分滤波，其中，所述原始图像的红、绿、蓝三个色度分量图像用{f_i(x，y)|i＝1，2，3}表示，i＝1，2，3中的1、2、3分别表示所述红、绿、蓝三种颜色；选取二维高斯函数G(x，y)对所述三个色度分量图像进行高斯滤波，高斯滤波后的图像用h(x，y)表示，所述高斯滤波后的三个色度分量图像表示为h_i(x，y)＝G(x，y)*f_i(x，y)，i＝1，2，3；

所述归一化处理模块用于对进行过所述高斯滤波及一阶差分滤波后的所述三个色度分量图像分别求取均方根值，并进行归一化处理，分别得到对应于所述三个色度分量图像的第一梯度值图像，其中，计算进行过所述高斯滤波后及所述三个色度分量图像的水平方向和竖直方向的一阶差分滤波后的图像的均方根值；

对获取的所述均方根值图像进行归一化处理，分别形成对应于三个色度分量图像的三个第一梯度值图像；

所述梯度值提取模块用于提取每个所述第一梯度值图像中的各个像素关于所述三个色度分量的最大梯度值，作为对应于原始图像的第二梯度值图像；

所述直方图构建模块用于根据所述第二梯度值图像构建梯度值分布直方图，确定对应于单门限阈值的非边缘像素最大梯度值，其中，根据公式确定非边缘像素最大梯度值Z_max，其中，N表示将[0,1]这个图像梯度值区间等间隔划分为N个子区间，Δ＝1/N是每个区间的长度，q(i*Δ)表示梯度值落在第i个子区间的总像素数，2≤L＜N，M为门限阈值，计算时取Z_max≥M，L是使Z满足大于或等于M时所对应的最小整数值；

所述比较运算模块用于将低于所述非边缘像素最大梯度值的梯度值像素置为零，剩余的像素即为图像边缘像素。