[發明專利]一種基于拉蓋爾高斯模式的圖像邊緣增強和復制裝置

有效

• 申請號: 201911117365.1
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111179181B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 王天新;魏丹;馬劍濤;徐釧;張勇
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 馮艷芬

本發明公開了一種基于拉蓋爾高斯模式的圖像邊緣增強和復制裝置，包括：拉蓋爾高斯模式獲取模塊，用于計算待處理圖像的拉蓋爾高斯模式；圖像邊緣增強模塊，用于對待處理圖像的拉蓋爾高斯模式分別進行角向求導和徑向求導再進行相干疊加，得到角向邊緣加強和徑向邊緣加強后的圖像；角向復制模塊，用于獲取所有角向指數為m的整數倍的拉蓋爾高斯模式，并進行相干疊加，得到角向被復制m次后的圖像，m為預設復制次數。本發明可以實現極坐標系下的圖像邊緣增強，還可以實現極坐標系下的圖像的角向復制。

技術領域

本發明涉及圖像處理，尤其涉及一種基于拉蓋爾高斯模式的圖像邊緣增強和復制裝置。

背景技術

隨著成像技術和計算機技術的不斷發展，數字圖像己經成為人們口常生活中必不可少的組成部分，各種成像手段和設備大量用于數字娛樂、身份識別、智能交通、醫療病癥檢測、軍事監管等。由于夜間光照不足、大霧、沙塵等影響，捕獲圖像中突發事件如相機運動、或是場景中目標運動等，都會使采集的圖像或是圖像序列遭受損失，存在成像模糊、噪聲污染及曝光不均等問題，為此，邊緣增強顯得尤為重要。

邊緣增強屬于圖像處理的一種。它是將圖像(或影像)相鄰像元(或區域)的亮度值(或色調)相差較大的邊緣(即影像色調突變或地物類型的邊界線)處加以突出強調的技術方法。經邊緣增強后的圖像能更清晰地顯示出不同的物類型或現象的邊界，或線形影像的行跡，以便于不同的物類型的識別及其分布范圍的圈定。

現有的邊緣增強技術可歸為空域方法和頻域方法。頻域方法中，圖像首先被轉換到頻率域，也就是說第一步先要進行傅立葉變換，所有的增強算子都是在進行傅立葉變換之后進行的，然后再進行傅立葉逆變換以得到增強后的圖像，但是傅里葉變換這種處理技術只適合在笛卡爾坐標系上操作，在極坐標系下圍繞圖像中心的對稱操作則不適合，因此，導致現有的頻域方法邊緣增強技術無法直接對極坐標系下的圖像進行處理。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術存在的問題，提供一種基于拉蓋爾高斯(Laguerre-Gaussian，LG)模式的圖像邊緣增強和復制裝置，本發明可以實現極坐標系下的圖像邊緣增強，還可以實現坐標系下的圖像的角向復制。

技術方案：本發明所述的基于拉蓋爾高斯模式的圖像邊緣增強和復制裝置包括：

拉蓋爾高斯模式獲取模塊，用于計算待處理圖像的拉蓋爾高斯模式；

圖像邊緣增強模塊，用于對待處理圖像的拉蓋爾高斯模式分別進行角向求導和徑向求導再相干疊加，得到角向邊緣增強和徑向邊緣增強后的圖像；

角向復制模塊，用于獲取所有角向指數為m的整數倍的拉蓋爾高斯模式，并進行相干疊加，得到角向被復制m次后的圖像，m為預設復制次數。

進一步的，所述拉蓋爾高斯模式獲取模塊具體用于：

按照下式計算，得到待處理圖像的拉蓋爾高斯模式：

式中，A_p,l表示角向指數為l、徑向指數為p時的拉蓋爾高斯模式系數，LG_p,l(r,φ)表示角向指數為l、徑向指數為p時的拉蓋爾高斯模式，E(r,φ)表示極坐標系下的待處理圖像，r為極坐標系下的半徑，φ為極坐標系下的方位角，是LG_p,l(r,φ)的共軛轉置，ω₀為拉蓋爾高斯模式的束腰，為拉蓋爾多項式。

進一步的，所述圖像邊緣增強模塊實現角向邊緣增強方法具體為：

按照下式對待處理圖像的拉蓋爾高斯模式進行角向求導再相干疊加，得到角向邊緣增強后的圖像：

式中，E_φ為角向邊緣增強后的圖像。