[发明专利]一种基于一维灰度矩的亚像素边缘检测方法

摘要

本发明公开了一种基于一维灰度矩的亚像素边缘检测方法，包括以下步骤S1采用中值滤波方式对待处理图像进行去噪处理；S2采用Canny边缘检测算子方法对待处理图像进行像素级边缘检测；S3采用一维灰度矩方法对图像的像素进行边缘检测，完成该图像的亚像素边缘检测。本发明首先利用中值滤波器进行去噪的处理，其次利用Canny算子进行像素级边缘检测，然后在空间域的笛卡尔坐标下利用一维灰度矩进行像素边缘检测。

主权项

一种基于一维灰度矩的亚像素边缘检测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：采用中值滤波方式对待处理图像进行去噪处理；S2：采用Canny边缘检测算子方法对待处理图像进行像素级边缘检测：对待处理的图像进行Gauss滤波处理，计算图像梯度的幅度和方向，采用非极大值抑制算法对图像的边缘进行细化，通过双阈值递归方法进行图像边缘点的检测，按照上述方式对待处理图像的所有像素进行像素级边缘检测；S3：采用一维灰度矩方法对图像的像素进行边缘检测：建立一维阶跃边缘模型和二次曲线边缘模型，以待处理像素为中心将其周围的像素分成n行三列构成的三个区域：待处理像素所在的列为第二区域，第二区域的左右两列分别是第一区域和第三区域，计算每个区域所对应像素的一阶灰度矩和二阶灰度矩，利用每个区域所对应的一阶灰度矩和二阶灰度矩的结果来计算该像素的二次曲线边缘参数，按照上述方式对待处理图像的所有像素进行处理，完成该图像的亚像素边缘检测；S3中采用一维灰度矩方法对图像进行亚像素边缘检测时采用如下方法：设二次曲线边缘模型为：y＝ax2+bx+c                         (9)其中，a、b、c是二次曲线的参数，也是一维阶跃边缘模型边缘的参数，所述二次曲线边缘模型将一维阶跃边缘模型分成两个部分；在三个区域分别利用一阶灰度矩和二阶灰度矩进行边缘参数的计算，具体的计算过程如下：S31：对于第一区域的一阶灰度矩，二阶灰度矩分别为，M1(1)=1nΣif(i,j)=p1(1)A+p2(1)B=B+p1(1)(A1-B1)---(10)]]>M2(2)=1nΣif(i,j)2=p1(1)A2+p2(1)B2=B2+p1(1)(A12-B12)---(11)]]>p1(1)=[∫s∈S(1)(ax2+bx+c)dx]/n=[-∫-1.5-0.5(ax2+bx+c+n2)dx]/n=(c-b+1312a+n2)/n---(12)]]>其中，分别是第一区域中二次曲线边缘模型下方所对应的面积和二次曲线边缘模型上方所对应的面积占第一区域面积的百分比，其中A1为一维阶跃边缘模型中二次曲线边缘模型上方区域的灰度值，B1是二次曲线边缘模型下方区域的灰度值，(a,b,c)是边缘的参数，S(1)代表第一区域的面积，灰度值A1＝A,B1＝B；S32：对于第二区域的一阶灰度矩，二阶灰度矩分别为，M1(2)=1nΣif(i,j)=p1(2)A+p2(2)B=B+p1(2)(A2-B2)---(13)]]>M2(2)=1nΣif(i,j)2=p1(2)A2+p2(2)B2=B2+p1(2)(A22-B22)---(14)]]>p1(2)=[∫s∈S(2)(ax2+bx+c)dx]/n=[-∫-0.5-0.5(ax2+bx+c+n2)dx]/n=(c+112a+n2)/n---(15)]]>其中，分别是第二区域中二次曲线边缘模型下方所对应的面积和二次曲线边缘模型上方所对应的面积占第二区域面积的百分比，其中A2为一维阶跃边缘模型中二次曲线边缘模型上方区域的灰度值，B2是二次曲线边缘模型下方区域的灰度值，(a,b,c)是边缘的参数，S(2)代表第二区域的面积，灰度值A2＝A,B2＝B；S33：对于第三区域的一阶灰度矩，二阶灰度矩分别为，M1(3)=1nΣif(i,j)=p1(3)A+p2(3)B=B+p1(3)(A3-B3)---(16)]]>M2(3)=1nΣif(i,j)2=p1(3)A2+p2(3)B2=B2+p1(3)(A32-B32)---(17)]]>p1(3)=[∫s∈S(3)(ax2+bx+c)dx]/n=[∫0.51.5(ax2+bx+c+n2)dx]/n=(c+b+1312a+n2)/n---(18)]]>其中，分别是第三区域中二次曲线边缘模型下方所对应的面积和二次曲线边缘模型上方所对应的面积占第三区域面积的百分比，其中A3一维阶跃边缘模型中二次曲线边缘模型上方区域的灰度值，B3是二次曲线边缘模型下方区域的灰度值(a,b,c)是边缘的参数，S(3)代表第三区域的面积，灰度值A3＝A,B3＝B；S34：利用上述每个区域所对应的一阶灰度矩和二阶灰度矩计算结果和公式(10)～(18)得到像素的二次曲线边缘模型的参数(a,b,c),具体的算法公式详见式(27)～(31)：a=14(M2(1)+M2(3)-2M22(A2-B2)+M1(1)+M1(3)-2M12(A-B))---(27)]]>b=14(M2(3)-M2(1)(A2-B2)+M1(3)-M1(1)2(A-B))---(28)]]>c=12(2M22-n(A2+B2)2(A2-B2)+2M12-n(A+B)2(A-B))-112a---(29)]]>A=T1+T12-4T22---(30)]]>B=T1-T12-4T22---(31)]]>其中分别是第一区域，第二区域，第三区域的一阶灰度矩，分别是第一区域，第二区域，第三区域的二阶灰度矩，中间参数值T1，T2为区域长度n＝9。