[發明專利]一種基于初級視皮層細胞特性的圖像檢測方法在審
| 申請號： | 201710689902.4 | 申請日： | 2017-08-11 |
| 公開（公告）號： | CN107564026A | 公開（公告）日： | 2018-01-09 |
| 發明（設計）人： | 許悅雷;朱明明;張旭蕾;馬時平;鄒洪中;呂超;辛鵬;馬洪強 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍空軍工程大學 |
| 主分類號： | G06T7/13 | 分類號： | G06T7/13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 初級 皮層 細胞 特性 圖像 檢測 方法 | ||
技術領域
本發明涉及受生物啟發的圖像處理技術，尤其涉及面向光學圖像的一種邊緣檢測方法。
背景技術
邊緣作為重要的視覺特征，包含有圖像的細節及結構信息。圖像的邊緣檢測是圖像處理領域中最基本的技術之一，能應用于圖像檢索、圖像分析和計算機視覺等。生物視覺系統在圖像處理中擁有著目前計算機視覺系統無法比擬的優越性，能夠十分有效地感知和理解圖像信息，因此借鑒生物視覺領域的研究成果來推動計算機視覺的發展已成為一種必然趨勢。
大多數現有的邊緣檢測方法都存在一個檢測精度和抗噪性能難以均衡的問題，雖然有一些方法能較好地解決這個問題，但大大增加了計算量，因此尋找一種方法簡單、檢測性能好且抗噪性能強的邊緣檢測方法一直是圖像處理領域中的一個重要研究方向。
發明內容
為克服現有技術的缺陷，本發明提出一種基于初級視皮層細胞特性的圖像檢測方法，包括下列步驟：
步驟1：分開建立空間濾波器和時間濾波器來模擬簡單細胞的感受野；
設定空間平面部分為二維伽柏內核Gabor濾波器S(X，Y)，時間部分為指數延遲函數T(t)：
其中：X＝(xij)m×m，Y＝(yij)m×m，xij，yij表示圖像像素平面上的坐標，因此Gabor濾波器S(X，Y)為m×m大小的矩陣，m為大于0的整數；θ是簡單細胞的偏好方向，取值范圍為(0，π)，代表濾波器的響應值隨著輸入刺激朝向的變化而變化，當刺激朝向與偏好方向一致時響應最大；σ為空間尺度常量，取值范圍為1-10；fs為空間頻率；t代表時間；τ為時間尺度常量，取值范圍為5-10；ft為時間頻率且為M×1的矩陣，M為大于0的整數；定義細胞偏好速率為：Vc＝ft/fs；fs和ft是基于控制變量法實驗仿真得到的數據；
步驟2：對空間濾波器和時間濾波器進行整合，得到奇偶時空濾波器；
根據歐拉公式，空間濾波器S(X，Y)和時間濾波器T(t)可改寫為：
T(t)＝e(-t/τ)[cos(2πftt)+j sin(2πftt)]
其中：β＝2π(fscos(θ)X+fssin(θ)Y)，定義空間濾波器的實部與虛部分別為So(X，Y)，Se(X，Y)，時間濾波器的實部與虛部分別為To(t)，Te(t)則：
S(X，Y)＝So(X，Y)+jSe(X，Y)
T(t)＝To(t)+jTe(t)
定義奇時空濾波器Go(X，Y，t)和偶時空濾波器Ge(X，Y，t)如下：
Go(X，Y，t)＝So(X，Y)Te(t)+Se(X，Y)To(t)
Ge(X，Y，t)＝So(X，Y)To(t)+Se(X，Y)Te(t)
步驟3：輸入圖像序列分別與奇偶時空濾波器進行卷積濾波處理，得到對特定方向θ和特定速率Vc敏感的簡單細胞響應值；
通過對輸入視頻圖像序列P(x，y，t)與奇、偶時空濾波器進行卷積濾波，獲得對特定方向θ和特定速率Vc敏感的簡單細胞響應值：
這兩個公式等價于：
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