[發明專利]基于邊緣檢測的圖像邊緣增強方法和系統

有效

• 申請號: 201611262056.X
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106886981B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 韓睿;郭若杉;李晨;劉壯
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/13
• 代理公司: 11482 北京瀚仁知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 郭文浩;吳曉芬

1.一種基于邊緣檢測的圖像邊緣增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，計算待處理像素的邊緣方向；

步驟2，計算待處理像素的邊緣方向可靠度；

步驟3，若所述待處理像素的邊緣方向可靠度不為零，則轉至步驟4；否則，在水平方向和垂直方向上分別進行邊緣增強，選取增強程度較大的結果作為最終的邊緣增強圖像；

步驟4，根據所述邊緣方向，從預設的四個方向中選取與所述待處理像素邊緣方向的垂直方向最接近的兩個方向分別進行邊緣增強；

步驟5，將步驟4所得的兩個方向的邊緣增強結果進行加權融合，作為最終的邊緣增強圖像；步驟1中通過計算待處理像素的梯度，進而計算出邊緣方向；步驟1具體包括：

采用Sobel梯度算子計算待處理像素的梯度，水平梯度g_H和垂直梯度g_V分別為：

其中，(i,j)為待處理像素，I(i,j)為待處理像素對應的亮度值；

若g_H(i,j)和g_V(i,j)的絕對值都小于預設的閾值，則待處理像素位于平坦區；否則，待處理像素位于非平坦區，若g_V(i,j)為零，則待處理像素的邊緣方向為垂直方向，若g_V(i,j)不為零，則待處理像素的邊緣方向對應的斜率值為：

步驟3和步驟4中所述進行邊緣增強，具體為：

步驟41，計算待處理像素在增強方向上的亮度二階導deriv₂(i,j)；

步驟42，計算所述亮度二階導確定的增益和低角度控制增益，算出邊緣增強最終的增益g(i,j)；

步驟43，計算增強方向上亮度的最小值minY和最大值maxY；

步驟44，根據亮度二階導的正負情況計算增強值；

其中，I(i,j)為待處理像素點(i,j)對應的亮度值；

步驟45，將增強值乘以步驟42所得邊緣增強最終的增益，疊加至待處理像素上，獲得邊緣增強后的像素值，

I_o(i,j)＝I(i,j)+ΔY·g(i,j)；

步驟42具體為：

步驟421，計算所述亮度二階導確定的增益：

其中，C₁為設定的常數；

步驟422，計算待處理像素的邊緣方向斜率確定的增益g_a(i,j)：

若待處理像素的邊緣方向斜率值slope<T5或slope>T8，則增益g_a(i,j)＝1；若T6≤slope≤T7，則增益g_a(i,j)＝0；若T5≤slope<T6或T7<slope≤T8，則增益g_a(i,j)的范圍是(0，1]；其中，T5～T8均為預設的閾值；

步驟423，計算所述低角度控制增益：

g_la(i,j)＝1-rel(i,j)·(1-g_a(i,j))，

其中，rel(i,j)為方向可靠度；

步驟424，計算所述邊緣增強最終的增益：

g(i,j)＝g_d(i,j)·g_la(i,j)。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2具體為：

若待處理像素位于平坦區，則待處理像素的邊緣方向可靠度為零；

若待處理像素位于非平坦區，則根據邊緣方向的斜率獲得邊緣方向角度，在待處理像素的鄰域內計算各像素點間的邊緣方向角度差，將計算出的各像素點間的邊緣方向角度差，分別求出對應的絕對值，取出最大絕對值angDiff，用于計算待處理像素的方向可靠度rel(i,j)：若angDiff<T1，則rel(i,j)＝1；若angDiff>T2，則rel(i,j)＝0；若T1≤angDiff≤T2，則rel(i,j)介于[0，1]范圍內，且angDiff越大，rel(i,j)越低；其中，T1和T2為預設的閾值。