[发明专利]一种图像边缘检测及其边缘精度验证方法

权利要求书

1.一种图像边缘检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，对输入图像进行预处理操作；

步骤2，对预处理后图像进行梯度求取，通过梯度的判断，选择非线性插值方法进行像元分割；

步骤3，用Roberts梯度算子计算像元分割后的图像的梯度幅值和方向，对得到的梯度幅值图进行阈值设定，排除非边缘点，初步获得目标图像的边缘范围；

步骤4，根据梯度方向，结合极大值方法，选取出描点；

步骤5，通过智能路线方法以锚点为起点进行寻迹连线，最终得到图像边缘；

步骤5中，通过智能路线方法以锚点为起点进行寻迹连线，最终得到图像边缘，具体方法为：

先任选一个锚点开始判断，当满足梯度幅值G(x,y)＞0且未被连接时，开始SR寻迹，从锚点p(x,y)出发，令当前点记为边缘点，通过梯度方向判断沿水平边缘向左寻迹，则需要判别锚点左侧三个邻近像素点p(x-1,y+1)、p(x-1,y)和p(x-1,y-1)之间的梯度幅值的大小关系，向梯度值最大的点连接移动；

当G(x-1,y+1)＞G(x-1,y)G(x-1,y+1)＞G(x-1,y-1)时，向左下角像素点p(x-1,y+1)连线，记为边缘点；当G(x-1,y-1)为最大值时，则向左上角像素点连线并记为边缘点；当G(x-1,y)最大时，向左方像素点连线并记边缘点；

再从当前边缘点记为下一个出发点进行判断，由此实现了水平向左的寻迹，在判断得到新的边缘点后重复连线过程，直到当前点移出边缘区域或者遇到检测过的点则停止连接。

2.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，步骤1中，对输入图像进行预处理操作，具体方法为：首先是对导入的图片进行裁剪，通过裁剪窗口，选出需要操作的图片部分；接下来对得到的图像进行滤波操作，除去图像采集过程中的噪声，即有较强视觉效果的孤立像素点或像素块。

3.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，步骤2中，对预处理后图像进行梯度求取，通过梯度的判断，选择非线性插值方法进行像元分割，具体方法为：用非线性插值的方法，引入一个梯度权重系数来选择插值方式，对于非边缘部分采用最近邻插值，在边缘处的像素则采用一维双三次插值。

4.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，步骤3中，用Roberts梯度算子计算像元分割后的图像的梯度幅值和方向，对得到的梯度幅值图进行阈值设定，排除非边缘点，初步获得目标图像的边缘范围，具体方法为：用一阶微分Roberts模板做卷积得到图像的梯度幅值和方向，在得到图像梯度幅值图后，通过设置初步阈值，使低于阈值的像素点的梯度值设为0，即实现了非边缘区域的抑制，得到了有两三个像素宽的边缘轮廓的新梯度图。

5.根据权利要求1所述的图像边缘检测方法，其特征在于，步骤4中，根据梯度方向，结合极大值方法，选取出描点，具体方法为：首先定义一个领域范围，在新梯度图中进行移动判断，当邻域内多半数梯度值不为0时，寻找邻域内的最大值点作为锚点；当锚点不唯一时，结合梯度方向剔除重复锚点；对于水平的边缘，当多个最大值在同一行时，均取为锚点，否则取最上层点为锚点；对于垂直边缘，当多个最大值在同一列时，均取为锚点，否则取最左列的点为锚点。

6.一种图像边缘检测系统，其特征在于，基于权利要求1-5任一项所述的方法进行图像边缘检测。

7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，基于权利要求1-5任一项所述的方法进行图像边缘检测。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，基于权利要求1-5任一项所述的方法进行图像边缘检测。

9.一种基于分辨率板的边缘精度验证方法，其特征在于，用于权利要求1-5任一项所述方法检测的图像边缘，所述分辨率板采用UASF1951正负片分辨率测试卡，包括深色图案、浅色背景的正片和深色背景、浅色图案的负片两种类型；每类包含多个组，组号从0开始标记；每组由标记为1到6的六个元素组成，元素通过与其相邻的编号进行定位和区分；每个元素由等间距的线条组成：三横三竖，空格等于线宽，每条长宽比为5:1；

利用分辨率板线段间距固定、线段多等级划分的特点对分辨率版图像提取边缘，通过对比分辨率测试图像中正片的边缘识别情况，包括边缘连续性、边缘间距情况、最多清晰分辨边缘的元素等级来检验边缘检测精度。