[發明專利]基于初級視覺皮層固視微動機制的輪廓檢測方法

有效

• 申請號: 202010578385.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111968139B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 林川;王瞿;張曉;喬亞坤;萬術娟;潘勇才;韋艷霞;張玉薇;劉青正
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: G06T7/13
• 分類號: G06T7/13;G06V10/44;G06V10/82
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 周晟;文信家

本發明旨在提供一種基于初級視覺皮層固視微動機制的輪廓檢測方法，包括以下步驟：A、輸入經灰度處理得到的待檢測圖像，預設多個方向參數的高斯一階導函數，預設高斯一階導函數的模板中心的軸向偏移量，預設四個高斯一階導函數的偏移中心，計算得到對應的四個高斯一階導偏移函數；B、對于待檢測圖像的各像素點，計算得到各像素點的經典感受野響應；C、預設距離權重函數、抑制系數，計算得到各個像素點的抑制響應；D、將各個像素點的經典感受野響應減去該像素點的抑制響應，得到各像素點的輪廓響應，進而得到最終輪廓圖。該輪廓檢測方法克服現有技術缺陷，具有仿真性強、檢測準確率高的特點。

技術領域

本發明涉及圖像處理領域，具體涉及一種基于初級視覺皮層固視微動機制的輪廓檢測方法。

背景技術

輪廓檢測是計算機視覺領域的一個基本任務，不同于被定義為強烈的亮度變化所表征的邊緣，輪廓通常表示一個目標到其他目標的邊界。受生物啟發的輪廓檢測模型是目前主流的研究方向之一，但大都只是簡單地模擬視覺系統中生理特性的一部分，而對于固視微動機制在輪廓檢測中的作用缺乏研究，造成了一定程度上輪廓信息的缺失以及紋理信息的增強這類問題，從而不能較好地保證目標輪廓的完整性。而少有的考慮固視微動生理機制的方案則是注重在非經典感受野區域對紋理抑制的作用效果，而忽略了在視覺細胞經典感受野區域的應用。

發明內容

本發明旨在提供一種基于初級視覺皮層固視微動機制的輪廓檢測方法，該輪廓檢測方法克服現有技術缺陷，具有仿真性強、檢測準確率高的特點。

本發明的技術方案如下：

一種基于初級視覺皮層固視微動機制的輪廓檢測方法，包括以下步驟：

A、輸入經灰度處理得到的待檢測圖像，預設多個方向參數的高斯一階導函數，預設高斯一階導函數的模板中心的軸向偏移量，預設四個高斯一階導函數的偏移中心，各偏移中心分別位于以模板中心為原點的直角坐標系的四個象限，各偏移中心的橫坐標、縱坐標的值與模板中心的軸向偏移量相同，將各偏移中心的坐標代入高斯一階導函數，得到對應的四個高斯一階導偏移函數；

B、對于待檢測圖像的各像素點：將該像素點的灰度值分別與高斯一階導函數、四個高斯一階導偏移函數卷積后分別得到該像素點的各方向參數的高斯一階導函數響應以及四個高斯一階導函數偏移響應，對于該像素點的各方向參數的高斯一階導函數響應以及四個高斯一階導函數偏移響應，選取各方向參數的對應的上述五個響應的最大值，作為該像素點的該方向參數的經典感受野響應；對于該像素點的各方向參數的經典感受野響應，選取其中的最大值作為該像素點的經典感受野響應；

C、預設距離權重函數、抑制系數，對于各像素點：將該像素點的經典感受野刺激響應與距離權重函數進行卷積后與抑制系數相乘，得到各個像素點的抑制響應；

D、將各個像素點的經典感受野響應減去該像素點的抑制響應，得到各像素點的輪廓響應，對輪廓響應使用非極大值抑制和雙閾值處理，得到各個像素點的最終輪廓值，由各個像素點的最終輪廓值構成最終輪廓圖。

優選地，所述的步驟A的高斯一階導函數以及四個高斯一階導偏移函數的統一表達式如下：

其中

其中四個偏移中心以及模板中心的坐標如下：

軸向偏移量D為：

其中θ為方向參數，N_θ為方向參數的數量；σ為標準差，對應于感受野的大小，γ為感受野的橢圓長短軸比例常數，(x,y)為待檢測圖像中各像素點的坐標，j表示偏移中心的標號，j＝1,2,...5。