[发明专利]基于中心像素相似权的彩色图像边缘提取方法

摘要

本发明公开了一种基于中心像素相似权的彩色图像边缘提取方法，主要解决了现有技术现有技术在提取彩色图像边缘时，没有考虑彩色像素的高度相关性，计算复杂度高，结构元素没有考虑到图像的局部特征，会导致边缘漏检的问题。本发明的步骤为提取待测像素点的像素值、计算待测像素点的相似权、确定待测像素点的相似权阈值、确定自适应结构元素、膨胀待测像素点、腐蚀待测像素点、确定图像边缘。本发明引入了像素的相似权、相似权阈值、自适应结构元素，具有综合考虑彩色像素的高度相关性、计算复杂度低、易于硬件实现、提取的图像边缘精确的优点。

主权项

基于中心像素相似权的彩色图像边缘提取方法，具体步骤如下：(1)提取图像中待测像素点的像素值：选取红绿蓝RGB彩色空间，从所选取的红绿蓝RGB彩色空间中提取待测像素点的像素值；(2)计算待测像素点的相似权：(2a)以待测像素点为中心，选择多个邻域像素点组成一个N×N大小的像素点矩阵，其中N取值的下界为3，上界为小于等于输入彩色图像高度或宽度像素尺寸的奇数；(2b)按照下式，计算待测像素点与其N×N大小的像素点矩阵中像素点的相似权：W(c,j)=|log(exp(-(Bc-Bj)2+(Gc-Gj)2+(Rc-Rj)2)Σc∈N(j)exp(-(Bc-Bj)2+(Gc-Gj)2+(Rc-Rj)2))|,c∈N(j)]]>其中，W(c,j)表示N×N大小的像素点矩阵中任一像素点c相对于待测像素点j的相似权，c表示N×N大小的像素点矩阵中的任一像素点，j表示待测像素点，|·|表示绝对值操作，log表示对数操作，exp表示以自然常数e为底的指数函数，表示平方根操作，Bj、Gj、Rj分别表示待测像素点j的蓝色、绿色、红色通道的像素值，Bc、Gc、Rc表示N×N大小的像素点矩阵中任一像素点c的蓝色、绿色、红色通道的像素值，∑表示求和操作，∈表示属于符号，N(j)表示以待测像素点j为中心，N×N大小的像素点矩阵；(3)确定待测像素点的相似权阈值：(3a)定义一个N+5的全局浮点型数组，N为像素点矩阵的宽度，并将全局浮点型数组初始化为零；(3b)用待测像素点与其四邻域像素点位置的相似权覆盖全局浮点型数组的前五个值；(3c)将全局浮点型数组中的元素，按照从小到大进行排序；(3d)按照下式，确定相似权阈值：F(j)＝W(j,j)+m*[W0+W1+W2‑3*W(j,j)]其中，F(j)表示待测像素点j的相似权阈值，j表示待测像素点，W(j,j)表示待测像素点与其本身的相似权，m表示权阈值增长参数，m的取值范围为1.0～10.0，*表示乘法操作，W0，W1，W2表示步骤(3c)中全局浮点型数组中前三个值；(4)选取自适应结构元素：(4a)比较像素点矩阵的相似权与相似权阈值，将相似权小于等于相似权阈值的像素点作为结构元素；(4b)剔除结构元素中不满足以待测像素点为中心的凸集像素点，将剩余的像素点作为自适应结构元素；(5)膨胀待测像素点：将自适应结构元素范围内所有像素点的蓝色、绿色、红色通道像素值加和，将加和后的最大值的像素点作为待测像素点膨胀后的像素点；(6)腐蚀待测像素点：将自适应结构元素范围内所有像素点的蓝色、绿色、红色通道像素值加和，将加和后的最小值的像素点作为待测像素点腐蚀后的像素点；(7)确定图像边缘：将步骤(5)中膨胀后的像素点的蓝色、绿色、红色通道的像素值分别减去步骤(6)中腐蚀后的像素点蓝色、绿色、红色通道的像素值，对像素值差值取绝对值，将取绝对值后的像素点作为彩色图像边缘。