[發明專利]基于各向異性形態學方向比率的SAR圖像邊緣檢測方法

有效

• 申請號: 201710523319.6
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107358616B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: 水鵬朗;聶源盈;樊書辰;許述文
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06T5/00
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于各向異性形態學方向比率的SAR圖像邊緣檢測方法，包括：

(1)根據輸入的SAR圖像X設置像素(x,y)的高斯伽馬形雙窗的參數，得到像素(x,y)的高斯伽馬形上窗W_U和下窗W_L；

(2)將像素(x,y)的高斯伽馬形上窗W_U和下窗W_L沿中心線逆時針旋轉角度θ_n，得到像素(x,y)多方向的高斯伽馬形上窗W_U(θ_n)和下窗W_L(θ_n)，其中θ_n為[0，2π)內取的16個方向的角度，即θ_n＝n*π/8(0≤n＜16)，n是整數；

(3)分別利用上述的上窗W_U(θ_n)和下窗W_L(θ_n)對像素(x,y)進行加權中值濾波：

3a)從輸入的SAR圖像X中得到每一個像素(x,y)的灰度值I；

3b)在每個方向上分別將像素(x,y)的高斯伽馬形上窗W_U(θ_n)和下窗W_L(θ_n)內所有像素的灰度值I按升序排列，像素的灰度值I對應權值的順序也被重新排列；

3c)分別將高斯伽馬形上窗W_U(θ_n)和下窗W_L(θ_n)重新排列后的權值進行累加，當累計權值達到1/2時，該權值對應的像素灰度值就是高斯伽馬形上窗W_U(θ_n)和下窗W_L(θ_n)在這個方向上的加權中值m_U(θ_n)和m_L(θ_n)；

(4)根據上述的加權中值m_U(θ_n)和m_L(θ_n)，計算像素(x,y)的多方向邊緣響應R(θ_n)：

(5)增強像素(x,y)的多方向邊緣響應R(θ_n)：

5a)當像素(x,y)的高斯伽馬形雙窗函數旋轉到方向θ_n時，對當前方向θ_n處的理想階躍邊緣響應進行對數變換并歸一化得到方向匹配濾波器h(Δθ)：

其中Δθ表示其他方向與當前方向θ_n的差值；

5b)將方向匹配濾波器h(Δθ)作用于像素(x,y)的多方向邊緣響應R(θ_n)，利用連乘和比率的形式對像素(x,y)的多方向邊緣響應R(θ_n)進行增強，得到增強后像素(x,y)的邊緣響應R_e(θ)：

其中Π表示連乘形式；

(6)根據增強后像素(x,y)的邊緣響應R_e(θ)得到像素(x,y)的邊緣強度映射E并提取邊緣方向映射D：

D＝arg max{R_e(θ)}

(7)從像素(x,y)的邊緣強度映射E和邊緣方向映射D中抽取極大值點，作為候選邊緣點；

(8)對候選邊緣點進行雙閾值門限決策，得到最終圖像的邊緣檢測結果。

2.如權利要求1所述的方法，其中步驟(1)中根據SAR圖像X設置像素(x,y)處的高斯伽馬形雙窗的參數，包括x方向的高斯參數σ_x，y方向的伽馬參數α和β，且β＝1.8，α＝3.5。

3.如權利要求1所述的方法，其中步驟(7)中從像素(x,y)的邊緣強度映射E和邊緣方向映射D中提取極大值點，是在邊緣方向映射D的垂直方向上，提取像素(x,y)的3×3鄰域內邊緣強度映射最大的像素。

4.如權利要求1所述的方法，其中步驟(8)中對候選邊緣點進行雙閾值門限決策，按如下步驟進行：

8a)設定雙閾值門限，包括高門限H和低門限L；

8b)將候選邊緣點的邊緣強度映射E與高門限H進行比較，若E≥H，則認為該點為邊緣點，否則，執行8c)；

8c)將候選邊緣點的邊緣強度映射E與低門限L進行比較，若E≤L，則該點不是邊緣點，若E＞L，則認為該點是弱邊緣，否則，執行8d)；

8d)判斷弱邊緣是否和邊緣點是八鄰域連通的，若是，則認為該弱邊緣是邊緣點，否則，不是邊緣點。