[发明专利]一种图像边缘检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种图像边缘检测系统及方法，其中系统包括：光调制模块，用于采用光线对待检测图像进行处理后，输出加载有图像信息的载波；超表面模块，用于接收从预设角度发射过来的载波，使载波穿过超表面模块；检测模块，用于接收穿过超表面模块的载波，对接收到的载波进行处理后，输出图像边缘信息。本发明利用超表面结构对光信号的干涉和衍射等模拟特性进行控制，只需将带有图像信息的载波经过超表面结构后，即可检测获得相应的图像边缘信息，极大地提高了图像边缘检测的效率。另外，无需使用两个透镜进行傅里叶变换和傅里叶逆变换，极大地减少了体积，更有利于集成化和产业化，可广泛应用于图像边缘检测领域。

技术领域

本发明涉及图像边缘检测领域，尤其涉及一种图像边缘检测系统及方法。

背景技术

图像边缘检测广泛应用计算机视觉、模式识别等新兴领域，其处理方法主要有以下几种方式：

1、基于电子设备的信息处理：从外部通过采样提取相应的模拟信号，然后转化为适合电子设备处理的数字信号，接着利用电子设备的逻辑电路实现数值运算，最后输出为相应的信息。

2、基于透镜的光信号处理：使用透镜将相关信息转换到傅里叶域，然后利用相关硬件进行傅里叶域处理，最后进行逆傅里叶变换，从而得到对应的目标信息。

利用电子设备进行处理，其电路固有的半导体特性限制了数据的运算速度和功耗。例如医学图像处理和卫星拍摄等领域要求实时进行海量的数据处理，因此传统的电子设备将难以肩负重任。另外，通过增加计算机的数量及利用并行计算等技术可以提高处理数据的速度，但是该方案将增加经济成本并带来能源消耗问题。基于透镜的光信号处理方法需要用到两个透镜进行处理，所以使得整个系统体积较大而笨重，不利于集成。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本发明的目的是提供一种利用超表面结构对光信号的干涉和衍射等模拟特性，实现更高效的图像边缘检测系统及方法。

本发明所采用的第一技术方案是：

一种图像边缘检测系统，包括：

光调制模块，用于采用光线对待检测图像进行处理后，输出加载有图像信息的载波；

超表面模块，用于接收从预设角度发射过来的载波，使载波穿过超表面模块；

检测模块，用于接收穿过超表面模块的载波，对接收到的载波进行处理后，输出图像边缘信息。

进一步，所述超表面模块包括多个呈周期性排布的微纳结构重复单元。

进一步，所述微纳结构重复单元呈柱状。

进一步，所述微纳结构重复单元由高折射率介质制成。

进一步，所述预设角度为30°-46°。

进一步，所述光调制模块采用空间光调制器。

进一步，所述检测模块包括光束轮廓仪或幅度检测器。

本发明所采用的第二技术方案是：

一种图像边缘检测方法，包括以下步骤：

采用光线对待检测图像进行处理后，获得加载有图像信息的载波；

将载波按照预设角度发射至超表面模块，使载波穿过超表面模块；

获取穿过超表面模块的载波，并对获得的载波进行处理后，输出图像边缘信息。

进一步，所述预设角度为30°-46°。

进一步，所述超表面模块包括多个呈周期性排布的微纳结构重复单元。