[發明專利]一種基于八方向分數階微分算子的邊緣檢測方法

有效

• 申請號: 201910711201.5
• 申請日: 2019-08-02
• 公開（公告）號: CN110599509B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 張新雨;臧青;宋念龍
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06F17/13
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 杜娟

本發明公開了一種基于八方向分數階微分算子的邊緣檢測方法，首先選取待檢測圖像I，待檢測圖像I大小為M×N，M和N均為大于5的正整數；然后在八方向整數階算子基礎上，推導出八方向分數階微分算子；將得到的八方向分數階微分算子應用于圖像的邊緣檢測過程中，得到最優分數階階次，進而得到最優分數階微分算子；最后利用八方向分數階模板對圖像I進行邊緣檢測。本發明解決了現有邊緣檢測技術中存在的邊緣檢測不全面、出現孤立點、斷裂邊緣、雙邊緣的問題。

技術領域

本發明屬于圖像處理技術領域，具體涉及一種基于八方向分數階微分算子的邊緣檢測方法。

背景技術

邊緣檢測因其在圖像處理中的重要地位，被廣泛應用于工業生產、民用生活和國防軍事等領域中。目前的邊緣檢測方法主要有Sobel算子、Prewitt算子、Laplace算子、Log算子、Canny算子等方法，這些方法雖然結構簡單、運算速度快，便于實現，但在檢測結果中仍存在邊緣檢測不全面，出現孤立點、斷裂邊緣、雙邊緣等問題。因此，當對檢測精度要求高的時候，這些方法就不能滿足需求。近年來，基于分數階微分算子的圖像邊緣檢測因其檢測精度高，應用范圍廣等優點，受到了廣泛關注。所以，提出一種基于分數階微分算子的邊緣檢測方法以滿足高精度的檢測需求，就顯得極為重要了。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于八方向分數階微分算子的邊緣檢測方法，解決了現有邊緣檢測技術中存在的邊緣檢測不全面、出現孤立點、斷裂邊緣、雙邊緣的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種基于八方向分數階微分算子的邊緣檢測方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、選取待檢測圖像I，待檢測圖像I大小為M×N，M和N均為大于5的正整數；

步驟2、在八方向整數階算子基礎上，推導出八方向分數階微分算子；

步驟3、將步驟2得到的八方向分數階微分算子應用于圖像的邊緣檢測過程中，得到最優分數階階次，進而得到最優分數階微分算子；

步驟4、利用八方向分數階模板對圖像I進行邊緣檢測。

本發明的特點還在于，

步驟2中八方向整數階算子中8個方向分別為0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°和157.5°，八方向整數階算子分別如下：

步驟2具體按照以下步驟實施：

步驟2.1、設圖像中第i行，第j列像素的灰度函數為F(i,j)，取F(i,j)的5×5像素鄰域，i為小于M的正整數，j為小于N的正整數；

步驟2.2、對于八方向整數階的45°方向模板D_45°，利用45°斜邊算子D_45°對圖像進行卷積運算，得到F(i,j)的梯度差分表達式如下：

J_45°(i,j)＝6F(i-2,j+2)-6F(i+2,j-2)+4F(i-1,j+2)-4F(i+1,j-2)+F(i,j+2)-F(i,j-2)+2F(i+1,j+2)-2F(i-1,j-2)+4F(i-2,j+1)-4F(i+2,j-1)+12F(i-1,j+1)-12F(i+1,j-1)+8F(i,j+1)-8F(i,j-1)

(9)；