[发明专利]具有伪边缘消除的基于块的边缘像素检测的系统和方法

说明书

本发明描述了使用基于块的边缘像素技术来提供物体边缘图像表示生成的方法和系统，该基于块的边缘像素技术实施边缘像素检测的后处理来消除伪边缘。实施例细分图像数据(例如，图像点云)以便对图像数据的多个子块进行单独边缘像素检测处理。应用伪边缘消除算法以重组从子块的边缘像素检测处理获得的物体边缘图像表示子块，从而消除与使用基于块的边缘像素检测相关的伪边缘假象。

技术领域

本发明涉及图像处理，特别涉及在图像点云中的基于块的边缘像素检测，实施边缘像素检测的后处理以消除伪边缘。

背景技术

各种图像，包括诸如由运动或静止图像相机、断层成像装置、磁性成像装置、地震成像装置等拍摄的二维(2D)和三维(3D)图像，通常用于众多领域，包括制造业、医疗、安全、能源和建筑业等。例如，这些图像可用于质量控制分析、医学诊断、面部识别、地质勘探、部件应力和负载分析、和/或其它基于图像的应用。

对这些图像进行基于处理器(例如，基于计算机)的处理，可用于提供各种基于图像的应用，例如用于提供机器视觉、物体识别、边缘检测、深度映射等。用于这类基于处理器进行处理的图像可能包含相当大的数据集。例如，表示一个或多个物体的3D图像的点云可能相当大，比如数量级为兆字节或千兆字节。因此，从图像提取相关特征的技术(例如，一个图像内的物体边缘)，常常用于减小图像数据的大小，并提供所示特征的图像表示，从而便于对一个或多个基于图像的应用进行图像处理。

已经存在多种技术来识别一个图像的点云内的边缘。例如，Bendels，Gerhard H.，Ruwen Schnabel和Reinhard Klein的“Detecting Holes in Point Set Surfaces”，WSCG2006International Programme Committee(2006)；Hackel，Timo，Jan D.Wegner和KonradSchindler的“Contour detection in unstructured 3d point clouds”，Proceedings ofthe IEEE Con ference on Computer Vision and Pattern Recognition(2016)；Boulassal，H.，T.Landes和P.Grussenmeyer的“Automatic extraction of planarclusters and their contour on building facades by terrestrial laser scanner”，International Journal of Architectural Computing 7.1，pp 1-20，(2009)；和Ni，Huan等人的“Edge detection and feature line tracing in 3d-point clouds by analysesgeometric properties of neighborhoods”，Remote Sensing 8.9，p.710(2016)，上述所列的参考文献都引用作为本说明书的揭示内容，通过使用边缘像素(边缘像素edgel，是指图像内被识别为某物体边缘的像素或3D点云里的体素voxel)检测算法，检测图像内的边缘。这些技术用于提取3D点云中的边缘像素点，从而提供一个比原始点云数据量显著减少的图像再现(在此被称为物体边缘图像表示)，但仍然保留图像中所示物体的主要特征。

然而，这些边缘像素图像处理技术通常需要可观的处理时间和资源来生成物体边缘图像表示。因此，使用传统的现有边缘像素图像处理技术，在大型或复杂图像内提取物体主要特征，可能需要难以接受的时间量和/或处理资源量，且在某些情况下或使用特定基于处理器的系统下，是不可能的或不切实际的。例如，尽管物体边缘图像表示可以有助于特定的基于图像的应用，例如物体识别和机器视觉，但使用传统边缘像素图像处理技术来生成物体图像表示所需的时间可能使实时实施变得不切实际(例如，对于实时运动图像中的物体识别)。此外，使用传统边缘像素图像处理技术生成物体图像表示所需的处理资源可能使得在任何特定情况下可用系统(例如，部署在高速分类或装配线中的机器人拣取和放置系统)上实施变得不切实际。

发明内容