基于局部相位信息的图像边缘检测研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lihaolong2005
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边缘检测是图像测量、图像分割、图像压缩以及模式识别等图像处理技术的基础,是数字图像处理的重要研究课题之一。随着数学和人工智能技术的发展,各种类型的算法不断涌现,但每种方法都尚有不足之处,一般的边缘检测方法是基于幅值信息的,容易受到光照、噪声和对比度变化的影响。  幅值仅仅表示图像的强度,而相位表示图像的结构信息,因此,可以更好地提取图像的边缘特征。近几年,随着相位的重要性慢慢被重视起来,已经有学者对相位信息进行研究并应用到图像处理中,也取得了较好的效果,最具代表性的是相位一致性算法以及相对相位,本文将幅值信息和相位信息相结合进行边缘检测,进行了如下研究:  (1)基于相位一致性的边缘检测算法研究  传统的相位一致性检测算法对特征定位准确,并且不易受到光照和对比度变化的影响。其对一维信号的处理已经比较突出,而对于二维信息的处理,由于未能充分利用多尺度多方向的信息、以及在非边缘处相位一致性仍具有较大的值,使得检测结果对比度不明显,伪边缘较多。因此,在这个基础上,本文提出出了对子图像信息加权处理的方法来改善其不足之处、首先利用小波变换分解图像,其次使用权值函数对多分辨率图像加权处理,然后利用噪声补偿的方法抑制噪声的影响,再将最大尺度的权值作为方向频率扩展加权函数,进一步抑制非边缘区域;最后得到相位一致性边缘检测结果。仿真实验表明,该算法在保留图像特征的同时可以去除大量伪边缘,增大对比度。  (2)基于局部相对相位的边缘检测算法研究  相对相位是图像相邻位置点的相位差,具有相位一致性的优点,同时对噪声的鲁棒性更突出,并且在子图像中与边缘呈线性关系,因此,本文提出了利用相对相位进行边缘检测的方法。首先利用双树复小波变换对图像进行多级分解,然后对每个高频子带进行预处理后提取相对相位,再利用相对相位与边缘的关系进行子带边缘提取,重构图像后,使用双阈值方法进行链接边缘及二值化,细化后得到边缘图像。仿真实验表明,该算法的噪声鲁棒性更好,定位更加准确,能够提取更多的细节信息。
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