[發(fā)明專利]一種基于邊緣檢測(cè)技術(shù)的線擴(kuò)散函數(shù)提取的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610044692.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN105719298B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁丁;強(qiáng)晶晶;羅曉燕;周子豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/13
• 分類號(hào): G06T7/13
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實(shí)專利事務(wù)所 11121
• 代理人: 姜榮麗

本發(fā)明公開了一種基于邊緣檢測(cè)技術(shù)的線擴(kuò)散函數(shù)提取的方法，屬于應(yīng)用光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括對(duì)輸入圖像提取最優(yōu)目標(biāo)區(qū)域；在提取到的最優(yōu)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，找到有效的像素級(jí)邊緣點(diǎn)的位置，進(jìn)行高階次函數(shù)曲線擬合，獲得亞像素級(jí)邊緣點(diǎn)的位置；對(duì)獲得的亞像素級(jí)邊緣點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整；對(duì)最優(yōu)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行三次樣條插值，獲得稠密邊緣；在邊緣擴(kuò)展函數(shù)的基礎(chǔ)上，提取線擴(kuò)散函數(shù)。本發(fā)明對(duì)輸入圖像的質(zhì)量沒有任何約束，不進(jìn)行任何預(yù)處理操作，采樣圖像的選取十分簡(jiǎn)單且方便，有效的減少了圖像選取的困難，增加了實(shí)用性，很大程度上擴(kuò)展了本發(fā)明的適用范圍。目標(biāo)區(qū)域的獲取無需任何人工操作，易于適用，運(yùn)行方便，提高的了本發(fā)明的實(shí)用性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于邊緣檢測(cè)技術(shù)的線擴(kuò)散函數(shù)提取的方法，對(duì)輸入圖像的形式?jīng)]有任何約束，屬于應(yīng)用光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

MTF，即調(diào)制傳遞函數(shù)(Modulation Transfer Function)，是光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，用調(diào)制傳遞函數(shù)來評(píng)價(jià)圖像的質(zhì)量，比用一般的灰度方法更加全面、豐富、準(zhǔn)確。MTF表達(dá)了一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)重新分配光能的特性。計(jì)算MTF的理論與方法有很多，例如點(diǎn)脈沖法、正弦輸入法、脈沖法以及刀刃法。后兩種運(yùn)用情況更為普遍，效果更佳。

脈沖法主要是通過類似于線光源的脈沖紋理中提取脈沖圖像，根據(jù)脈沖圖像的灰度分布擬合線擴(kuò)散函數(shù)(LSF)，作傅里葉變換得到MTF曲線，然后結(jié)合成像的脈沖像面寬度對(duì)MTF曲線進(jìn)行修正。如果脈沖寬度較窄，則表示脈沖紋理的像素較少，能量較弱，不利于線擴(kuò)散函數(shù)(LSF)的提取，因此使用脈沖法計(jì)算MTF時(shí)，對(duì)脈沖寬度有一定的要求，一般2到3個(gè)像素左右較為合適，比較有利于線擴(kuò)展函數(shù)的提取，但是為了MTF的精確計(jì)算，需要結(jié)合實(shí)際脈沖寬度對(duì)提取的MTF曲線進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

刀刃法主要是由圖像紋理提取的邊緣擴(kuò)展函數(shù)(ESF)與脈沖法中的線擴(kuò)散函數(shù)(LSF)之間的微分與積分的關(guān)系來提取MTF。得到紋理的平均邊緣擴(kuò)展函數(shù)(ESF)后再對(duì)其求導(dǎo)或者差分，得到對(duì)應(yīng)的線擴(kuò)散函數(shù)(LSF)，作傅里葉變換得到所要求的MTF。

脈沖法與刀刃法的區(qū)別在于線擴(kuò)展函數(shù)(LSF)的提取：脈沖法對(duì)采樣圖像的質(zhì)量要求較高，雖然MTF的精度較高，但是采樣圖像的選取十分困難，這就大大降低了脈沖法的運(yùn)用范圍。而刀刃法對(duì)采樣圖像的質(zhì)量要求相對(duì)較低，選取比較容易，一般的RGB或灰度圖像均可以進(jìn)行操作與提取，雖然MTF的精度相對(duì)于脈沖法較低，但是刀刃法操作簡(jiǎn)單，運(yùn)用范圍較廣，提取的線擴(kuò)散函數(shù)的精度也是高于其他方法，因此從各個(gè)方面來看，提取線擴(kuò)散函數(shù)一般選用刀刃法，可以在時(shí)間和精度上達(dá)到平衡。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于邊緣檢測(cè)技術(shù)的線擴(kuò)散函數(shù)提取的方法，所述方法不需要任何人工對(duì)輸入圖像進(jìn)行截取操作，得到的目標(biāo)區(qū)域?qū)€擴(kuò)散函數(shù)提取沒有任何約束；提取像素級(jí)邊緣點(diǎn)位置之后，通過曲線擬合確定亞像素級(jí)邊緣點(diǎn)位置，對(duì)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的邊緣位置進(jìn)行調(diào)整，降低線擴(kuò)散函數(shù)的誤差，提高提取精度。

本發(fā)明提供的基于邊緣檢測(cè)技術(shù)的線擴(kuò)散函數(shù)提取的方法，由RGB圖像或者灰度圖像得到適合線擴(kuò)散函數(shù)計(jì)算的目標(biāo)區(qū)域，進(jìn)而得到該圖像的線擴(kuò)散函數(shù)曲線，具體方法步驟如下：

步驟一：輸入圖像，提取最優(yōu)目標(biāo)區(qū)域。

步驟二：在提取到的最優(yōu)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，找到有效的像素級(jí)邊緣點(diǎn)的位置，進(jìn)行高階次函數(shù)曲線擬合，獲得亞像素級(jí)邊緣點(diǎn)的位置。

步驟三：對(duì)獲得的亞像素級(jí)邊緣點(diǎn)的位置進(jìn)行調(diào)整。

步驟四：對(duì)最優(yōu)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行三次樣條插值，獲得稠密邊緣。

步驟五：在邊緣擴(kuò)展函數(shù)的基礎(chǔ)上，提取線擴(kuò)散函數(shù)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：