基于方向一致性的不连续条纹图像分割和边界填充方法技术

基于方向一致性的不连续条纹图像分割和边界填充方法，第一步骤，基于方向一致性的条纹图像分割将条纹分成不同区域。第二步骤，基于方向填充不规则条纹边界。本发明专利技术首次提出以条纹方向一致性为依据，进行条纹图的分割；本发明专利技术通过不规则边界的填充，实现了不连续条纹图的无损除噪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种新的基于条纹方向的不连续条纹图像分割和边界填充方法,实现不连续条纹图像的去噪。
技术介绍
光学干涉测量技术提供非接触、高精度和全场测量，在各种研究和应用领域都具有吸引力。条纹图案是这些技术的输出结果。条纹图像的处理往往需要首先进行去噪，以增加后续信息处理过程的准确度和鲁棒性。相干增强扩散(CED)是一种对连续条纹图像去噪非常有效的技术。然而，在处理不连续条纹图像时，CED技术倾向将不连续的区域模糊化。
技术实现思路
本专利技术要克服现有技术存在的缺点和不足，提出了一种基于方向一致性的图像分割技术和一种基于方向的不规则边界填充技术，以解决CED方法在处理不连续条纹图像时的不足。传统的CED方法在处理不连续条纹图像时，将不连续的区域模糊化，这样会使图像失去原有的信息，从而导致错误的产生。本专利技术提出一种基于方向一致性的条纹图像分割和基于方向的边界填充技术，实现不连续条纹图像的去噪。本专利技术所述的基于方向一致性的不连续条纹图像分割和边界填充方法，具体包括:步骤1.基于方向一致性的条纹图像分割将条纹分成不同区域，具体步骤如下：11：按照以下局部梯度方向算法给图像每个点计算局部方向:θi(x,y)=12arctan2{-Σu=x-ϵx+ϵΣv=y-ϵy+ϵ2ωi(u,v)fxσ(u,v)fyσ(u,v),Σu=x-ϵx+ϵΣv=y-ϵy+ϵωi(u,v)[fyσ2(u,v)-fxσ2(u,v)]本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于方向一致性的不连续条纹图像分割和边界填充方法,包括：步骤1.基于方向一致性的条纹图像分割将条纹分成不同区域，具体步骤如下：11：按照以下局部梯度方向算法给图像每个点计算局部方向:θi(x,y)=12arctan2{-Σu=x-ϵx+ϵΣv=y-ϵy+ϵ2ωi(u,v)fxσ(u,v)fyσ(u,v),Σu=x-ϵx+ϵΣv=y-ϵy+ϵωi(u,v)[fyσ2(u,v)-fxσ2(u,v)]}∈[-π/2,π/2]---(1)]]>其中fσ是经过高斯除噪后的条纹图，fxσ和fyσ分别是fσ在x方向和y方向上的一阶偏导数，i＝0,1,...,8代表全局方向与八个局部方向；点(x,y)的局部方向θi(x,y)是在周围区域[x‑ε:x+ε,y‑ε:y+ε]中的方向局部均值，局部性由大小为(2ε+1)×(2ε+1)的二值矩阵ωi(u,v)体现，ε表示周围区域的范围大小；在这种方法中通过取相邻像素方向的平均值来增加鲁棒性；在不连续区域，取平均值会相互抵消，并且产生一个与不连续区域任何一边都不相似的结果；通过判断与均值区域的方向的一致性，来识别不连续区域；因此，ωi(u,v)被分别设为全部为1，上半部、下半部、左半部、右半部、左上半部、右下半部、右上半部和左下半部为1，其余为0的矩阵，中间线包括在方向计算中；12:计算八个局部方向(θi,i＝1,2,...,8)和全局方向θo之间的差和di＝∑|θi‑θo|，大于阈值的像素被初步定位为不连续区域；13：基于局部方向在不连续边界差别最大的原理，对于不连续区域的每个像素，计算ωi(u,v)设为相反的两个局部方向的差值，即|θi＝1,3,5,7‑θi＝2,4,6,8|，差别最大的一对(θi,θi+1)代表了当前点所在局部区域的像素划分；14：从不连续区域的边界往中心判断像素点的划分；像素点被认为属于di和di+1中较小的一侧，直到所有点都被分属完毕，不连续条纹图分割完毕；步骤2.基于方向的不规则条纹边界填充，具体步骤如下：21：对每个边界像素(x,y)，建立如下方程：(1‑|γ|)(1‑|η|)f(x,y)+|γ|(1‑|η|)f[x+sign(γ),y]          (2)+(1‑|γ|)|η|f[x,y+sign(η)]+|γ||η|f[x+sign(γ),y+sign(η)]≈(1‑|γ|)(1‑|η|)f(x,y)+|γ|(1‑|η|)f[x‑sign(γ),y]+(1‑|γ|)|η|f[x,y‑sign(η)]+|γ||η|f[x‑sign(γ),y‑sign(η)]其中γ＝±αcosθ(x,y),η＝±αsinθ(x,y)，   (3)f(x,y)是条纹图的像素值，|·|是绝对值运算，α是一个一般设为1常数值；公式(2)中涉及了六个像素；其中一些是已知像素，一些是待填充像素；未知的填充像素被相邻边界像素所共享；共有n1边界像素和n2填充像素；22：根据n1个边界像素的公式(2)，形成一个矩阵方程AB＝C，A的大小为n1×n2而B的大小为n2×1；B是未知的待填充像素，其在公式(2)中的相乘因子放在矩阵A的相应位置；公式(2)中的其余信息放在C中；23：解矩阵方程；因为n1极有可能不等于n2，用伪逆来求解这些方程，得到当前区域的待填充像素；24：对于每一个区域的边界，重复第一步至第三步得到所有边界的填充像素；25:根据条纹分割与填充像素，采用相干增强扩散对条纹图进行除噪。...

【技术特征摘要】
1.基于方向一致性的不连续条纹图像分割和边界填充方法,包括：
步骤1.基于方向一致性的条纹图像分割将条纹分成不同区域，具体步骤如下：
11：按照以下局部梯度方向算法给图像每个点计算局部方向:
θi(x,y)=12arctan2{-Σu=x-ϵx+ϵΣv=y-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海霞，毛帅龙，蒋莉，梁荣华，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33