一种新的漫射边缘亚像素检测算法

第２３卷第７期２０１０年７月

传感技术学报

ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＥＮＳＯＲＳＡＮＤＡＣＴＵＡＴＯＲＳ

Ｖ０１．２３Ｎｏ．７

Ｊｕｌｙ２０１０

ＡＮｏｖｅｌＳｕｂｐｉｘｅｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒＤｉｆｆｕｓｅＥｄｇｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎ＋

ＬＩＮＸｉｎｔａｎｇ，ＬＩＵＴａｏ，ＷＡＮＧＺｏｎｇｙｉ＋

（Ｃｏｍｐｕｔｅｒｖｉｓｉｏｎｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，ＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＣｏｌｌｅｇｅ，ＨａｒｂｉｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｈａｅｒｂｉｎ１５０００１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅａｒｔｉｃｌｅａｎａｌｙｓｅｄｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｄｉｆｆｕｓｅｅｄｇｅａｎｄｔｈｅｍａｉｎｐｒｏｂｌｏｍａｂｏｕｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｕｍｍａｒｙｏｆｓｕｂｐｉｘｅｌｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｎｏｗｍａｉｎｌｙｕｓｅｄ，ａｎｏｖｅｌｓｕｂｐｉｘｅｌｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｈａｓｂｅｅｎｐｕｔｆｏｒｗａｒｄｔｏｓｏｌｖｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ｔｈａｔｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｃａｎ’ｔｂｅｅｎｕｓｅｄｉｎｍｅａｓｕｒｉｎｇｄｉｆｆｕｓｅｅｄｇｅ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｕｂｐｉｘｅｌ，ｕｎｉｖｅｒｓａｌａｎｄｆａｓｔｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｓｓｃｅｎｔｅｒａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｎｔｈｒｅｅｋｉｎｄｓｏｆｂａｓｉｃｅｄｇｅ（ｓｔｅｐｅｄｇｅ，ｐｕｌｓｅｅｄｇｅ，ｒｏｏｆｅｄｇｅ），ｔｈｅｎｏｖｅｌｓｕｂｐｉｘｅｌｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｅｘｔｅｎｄｓｆｒｏｍｏｎｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ—ａｌｔｏｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ，ｃｏｍｐｌｅｔｅｕｓｉｎｇｏｆｅｄｇｅｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ．ＭｅａｎｗｈｉｌｅＳｏｂｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍａｎｄｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎｆｕｚｚｙａｌｇｏ—ｒｉｔｈｍａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｏｓｈｏｒｔｅｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎ．ＴｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｐｒｏｖｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｒｅａｓｏｎｏｆｅｌＴＯｒｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｄｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｄｉｆｆｕｓｅｅｄｇｅ；ｓｕｂｐｉｘｅｌ；ｆａｓｔａｎｄｕｎｉｖｅｒｓａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍ；ｐｉｘｅｌｓｅｌｅｃｔｉｏｎ

ＥＥＡＣＣ：６１４０Ｃ

一种新的漫射边缘亚像素检测算法木

林欣堂，刘涛，王宗义＋

（哈尔滨工程大学自动化系计算机视觉实验室，哈尔滨１５０００１）

摘要：分析了漫射边缘的特征及其在亚像素边缘检测中存在的主要问题，针对目前亚像素边缘检测算法不适于漫射边缘的亚像素检测的问题，提出了一种新的针对漫射边缘的亚像素边缘检测算法。该算法充分利用了漫射边缘中的有效信息，在计算上具有通用性及简易性。同时，引入了高斯卷积平滑的预处理方法及Ｓｏｂｅｌ算法对图像像素进行粗筛选，从而进一步提高了该算法的计算速度和精度。并且通过实验，验证了该算法的有效性及优越性，并分析了误差产生的原因。

关键词：关边缘检测；漫射边缘；亚像素；快速通用算法；像素筛选

中图分类号：ＴＰ３９１．４ｌ文献标识码：Ａ文章编号：１００４—１６９９（２０１０）０７－０９７３－０５

在图像的摄取、传输及处理过程中，有很多因素

会使图像变模糊。如光的衍射、聚焦不良、景物和取

像装置的相对运动及电子器件自身的噪声、零点飘

移等都会使图像变得模糊。因此，实际应用中很多

图像目标的边缘并不是表现为理想的边缘形式，而

是呈现为具有一定斜率的缓坡形式，同时目标的边

界通常还包含一定程度的噪声，如图１所示。具有以上特征的边缘被称为漫射边缘…。由上面的分析可见，漫射边缘在实际图像中广泛存在。

漫射边缘的边缘检测是一个比较困难的问题。当前针对漫射边缘主要的检测方法有先用大尺度粗定位再用小尺度精定位的由粗到精的方法；利用小波算法的多尺度特性；利用模糊学、形态学等新数学工具进行检测旧曲１。随着机器视觉技术在检测和测

项目来源：黑龙江省自然科学基金资助（ＡＦ２００９２１）

收稿日期：２００９—１２—１９修改日期：２０１０—０２—２６

图１漫射边缘及其切面图

量中广泛深入的应用，人们期望能在现有硬件条件下，从图像信息中获取物体更为精确的尺寸及位置信息。而传统的边缘算子【列及上文中对漫射边缘的检测方法定位精度均为像素级边缘检测精度。

针对漫射边缘的亚像素边缘检测问题，考虑到目前主要的亚像素边缘检测算法，如矩算法、插值算法、

拟合算法及基于变换域的亚像素算法等∽一¨都可以

万方数据