一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法技术

本发明专利技术旨在提供基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，包括以下步骤：A、输入待检测图像，提取红、绿、蓝分量，计算黄、黑、白分量；B、预设红绿、蓝黄、黑白3个颜色组合及对应的通道，计算各自的单拮抗响应；C、预设均分圆周的多个方向参数，构建对应各个方向参数的双拮抗感受野滤波器模板；对于各像素点计算该像素点的各通道的双拮抗响应；D、对于各像素点计算各通道的两个双拮抗抑制轮廓响应；E、对于各像素点：将各通道全部的双拮抗抑制轮廓响应进行归一化后，所得结果的最大值即为该像素点的最终轮廓响应。该方法克服现有技术缺陷，具有检测效果好、计算效率高的特点。

A Contour Detection Method Based on Color Antagonistic Receptive Field and Black-and-White Channel

The invention aims to provide a contour detection method based on color antagonistic receptive field and black-white channel, including the following steps: A, input the image to be detected, extract red, green and blue components, calculate yellow, black and white components; B, preset red-green, blue-yellow and black-white three color combinations and corresponding channels, calculate their respective single antagonistic response; C, preset multi-direction parameters of equal circumference, and construct. The template of the dual antagonistic receptive field filter corresponding to the parameters of each direction is constructed; the dual antagonistic response of each channel is calculated for each pixel point; D. The dual antagonistic suppression contour response of each channel is calculated for each pixel point; E. For each pixel point, the maximum value of the result obtained is the pixel point after normalizing all the dual antagonistic suppression contour response of each channel. The final contour response. This method overcomes the shortcomings of the existing technology and has the characteristics of good detection effect and high calculation efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法
本专利技术涉及图像轮廓检测领域，具体涉及一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法。
技术介绍
边缘检测是目标识别、图像分割等图像处理工作的必要基础与前提，其准确度对于图像压缩、模式识别、工业检测、人脸识别等依赖于物体关键特征与轮廓的应用有着重要的影响。随着图像处理应用的不断深入和发展，研究发现轮廓更能描述图像中目标的形状信息，轮廓检测应运而生。在图像中，轮廓与边缘有所不同，那些连续体现主体目标的边缘是轮廓，而那些复杂背景所产生的纹理边缘信息则不是轮廓。由于大多数图像均含有噪声等背景信息的干扰，有效地提取主体的轮廓，尤其是达到检测准确率高、定位精确的要求非常困难。1946年，匈牙利科学家Gabor提出Gabor函数来描述经典感受野，模拟感受野的朝向选择、带通等响应特性。1962年，Hubel等提出初级视皮层神经元感受野具有朝向选择的特性，同时发现视皮层中相邻神经元感受野对外界刺激具有相似的朝向选择性。1965年，Rodieck发现感受野呈同心圆拮抗的结构，提出经典感受野模型。1980年，Marcelja把一维的Gabor函数推广到二维，并指出二维Gabor函数可以很好地模拟初级视皮层简单细胞经典感受野的响应特性。1992年，李朝义发现非经典感受野的特性，为视觉处理机制解决图像处理等问题提供了新的思路。2003年，Grigorescu等利用非经典感受野对经典感受野的抑制特性实现图像中主体目标轮廓检测和纹理边缘的抑制。该模型虽然提高了轮廓检测效果，但会将一部分主体轮廓抑制掉，从而影响检测结果；此外，该模型不能准确地体现非经典感受野的结构特性。针对这个问题，2007年，唐奇伶等人提出一个蝶形抑制模型，包括侧区抑制和端区易化，提高了轮廓提取的完整性。为了体现颜色信息在轮廓检测中的重要性，2013年，杨开富等提出CO模型，该模型利用颜色拮抗原理提取图像中的目标轮廓，取得了很好的检测效果，但该模型的计算效率仍有待于提高。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，该方法克服现有技术缺陷，具有检测效果好、计算效率高的特点。本专利技术的技术方案如下：一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，包括以下步骤：A、输入待检测图像，将待检测图像中的各像素点的红、绿、蓝分量提取出来，并利用红、绿分量计算出各像素点的黄分量、黑分量、白分量，所述的黄分量的值为红分量与绿分量和值的一半，所述的黑分量的值为红、绿、蓝分量的最小值，所述的白分量的值为红、绿、蓝分量的最大值，或者所述的白分量的值为红、绿、蓝分量的和值；B、预设红绿、蓝黄、黑白三个颜色组合，红绿组合设有红/绿通道、绿/红通道，蓝黄组合设有蓝/黄通道、黄/蓝通道，黑白组合设有黑/白通道、白/黑通道，计算各像素点的红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道各自的单拮抗响应；C、预设均分圆周的多个方向参数，构建对应各个方向参数的双拮抗感受野滤波器模板；对于各像素点，使用各个双拮抗感受野滤波器模板对各通道的单拮抗响应分别进行滤波，得到该像素点各通道的各方向参数下的边界响应值；对于各个通道，选取该通道各方向参数下的边界响应值的最大值，作为该通道的双拮抗响应；从而得到该像素点的各通道的双拮抗响应；D、对于各像素点，利用高斯差分函数对各通道的双拮抗响应进行滤波，并对滤波结果进行归一化处理得到各通道的双拮抗抑制响应；各通道的双拮抗响应减去该通道的双拮抗抑制响应得到第一双拮抗抑制轮廓响应，各通道的双拮抗响应减去该通道所属的颜色组合中的另一通道的双拮抗抑制响应得到第二双拮抗抑制轮廓响应；E、对于各像素点：将所有第一双拮抗抑制轮廓响应和第二双拮抗抑制轮廓响应进行归一化后，所得结果的最大值即为该像素点的最终轮廓响应。优选地，所述的步骤中各个通道的单拮抗响应计算公式为：Srg(x,y)＝ω1·R(x,y)+ω2·G(x,y)(1)；Srg(x,y)＝ω1·R(x,y)+ω2·G(x,y)(2)；Sby(x,y)＝ω1·B(x,y)+ω2·Y(x,y)(3)；Syb(x,y)＝ω1·Y(x,y)+ω2·B(x,y)(4)；Sblw(x,y)＝ω1·BL(x,y)+ω2·W(x,y)(5)；Swbl(x,y)＝ω1·W(x,y)+ω2·BL(x,y)(6)；其中，R(x,y)表示像素点(x,y)的红分量，G(x,y)表示像素点(x,y)的绿分量，B(x,y)表示像素点(x,y)的蓝分量；Y(x,y)表示像素点(x,y)的黄分量，BL(x,y)表示像素点(x,y)的黑分量，BL(x,y)＝min(R(x,y),G(x,y),B(x,y)),W(x,y)表示像素点(x,y)的白分量，W(x,y)＝max(R(x,y),G(x,y),B(x,y))或者W(x,y)＝R(x,y)+G(x,y)+B(x,y)；Srg(x,y)、Srg(x,y)、Sby(x,y)、Syb(x,y)、Sblw(x,y)、Swbl(x,y)分别为红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道各自的单拮抗响应，其中优选地，所述的步骤C各像素点的各通道的各方向参数下的边界响应值计算公式如下：其中rg、gr、by、yb、blw、wbl分别表示红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道；θi为方向参数，Crg、Cgr、Cby、Cyb、Cblw、Cwbl分别表示红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道双拮抗感受野滤波器模板范围，m,n分别为双拮抗感受野滤波器模板的横轴、纵轴的偏移量；Nθ为方向参数的个数；RF(m,n；θi)为双拮抗感受野滤波器函数；其中：σ1为双拮抗感受野的尺寸参数；各通道的双拮抗响应计算公式如下：Drg(x,y)＝max{Drg(x,y；θi)|i＝1,2,...Nθ}(16)；Dgr(x,y)＝max{Dgr(x,y；θi)|i＝1,2,...Nθ}(17)；Dby(x,y)＝max{Dby(x,y；θi)|i＝1,2,...Nθ}(18)；Dyb(x,y)＝max{Dyb(x,y；θi)|i＝1,2,...Nθ}(19)；Dblw(x,y)＝max{Dblw(x,y；θi)|i＝1,2,...Nθ}(20)；Dwbl(x,y)＝max{Dwbl(x,y；θi)|i＝1,2,...Nθ}(21)。优选地，所述的步骤D中，高斯差分函数如下：其中，σ2为高斯差分函数模板中心区域的带宽；滤波结果如下：DoGab(x,y；σ2)＝Dab(x,y)*DoG(x,y；σ2)(23)；其中ab＝(rg,gr,by,yb,blw,wbl)；所述的归一化函数为：各像素点各通道的两个双拮抗抑制轮廓响应计算公式如下：R1rg(x,y；σ2)＝Drg(x,y)-αωrg(x,y；σ2)(25)；R2rg(x,y；σ2)＝Drg(x,y)-αωgr(x,y；σ2)(26)；R1gr(x,y；σ2)＝Dgr(x,y)-αωgr(x,y；σ2)(27)；R2gr(x,y；σ2)＝Dgr(x,y)-αωrg(x,y；σ2)(28)；R1by(x,y；σ2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，其特征在于包括以下步骤：A、输入待检测图像，将待检测图像中的各像素点的红、绿、蓝分量提取出来，并利用红、绿分量计算出各像素点的黄分量、黑分量、白分量，所述的黄分量的值为红分量与绿分量和值的一半，所述的黑分量的值为红、绿、蓝分量的最小值，所述的白分量的值为红、绿、蓝分量的最大值；B、预设红绿、蓝黄、黑白三个颜色组合，红绿组合设有红/绿通道、绿/红通道，蓝黄组合设有蓝/黄通道、黄/蓝通道，黑白组合设有黑/白通道、白/黑通道，计算各像素点的红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道各自的单拮抗响应；C、预设均分圆周的多个方向参数，构建对应各个方向参数的双拮抗感受野滤波器模板；对于各像素点，使用各个双拮抗感受野滤波器模板对各通道的单拮抗响应分别进行滤波，得到该像素点各通道的各方向参数下的边界响应值；对于各个通道，选取该通道各方向参数下的边界响应值的最大值，作为该通道的双拮抗响应；从而得到该像素点的各通道的双拮抗响应；D、对于各像素点，利用高斯差分函数对各通道的双拮抗响应进行滤波，并对滤波结果进行归一化处理得到各通道的双拮抗抑制响应；各通道的双拮抗响应减去该通道的双拮抗抑制响应得到第一双拮抗抑制轮廓响应，各通道的双拮抗响应减去该通道所属的颜色组合中的另一通道的双拮抗抑制响应得到第二双拮抗抑制轮廓响应；E、对于各像素点：将所有第一双拮抗抑制轮廓响应和第二双拮抗抑制轮廓响应进行归一化后，所得结果的最大值即为该像素点的最终轮廓响应。...

【技术特征摘要】
1.一种基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，其特征在于包括以下步骤：A、输入待检测图像，将待检测图像中的各像素点的红、绿、蓝分量提取出来，并利用红、绿分量计算出各像素点的黄分量、黑分量、白分量，所述的黄分量的值为红分量与绿分量和值的一半，所述的黑分量的值为红、绿、蓝分量的最小值，所述的白分量的值为红、绿、蓝分量的最大值；B、预设红绿、蓝黄、黑白三个颜色组合，红绿组合设有红/绿通道、绿/红通道，蓝黄组合设有蓝/黄通道、黄/蓝通道，黑白组合设有黑/白通道、白/黑通道，计算各像素点的红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道各自的单拮抗响应；C、预设均分圆周的多个方向参数，构建对应各个方向参数的双拮抗感受野滤波器模板；对于各像素点，使用各个双拮抗感受野滤波器模板对各通道的单拮抗响应分别进行滤波，得到该像素点各通道的各方向参数下的边界响应值；对于各个通道，选取该通道各方向参数下的边界响应值的最大值，作为该通道的双拮抗响应；从而得到该像素点的各通道的双拮抗响应；D、对于各像素点，利用高斯差分函数对各通道的双拮抗响应进行滤波，并对滤波结果进行归一化处理得到各通道的双拮抗抑制响应；各通道的双拮抗响应减去该通道的双拮抗抑制响应得到第一双拮抗抑制轮廓响应，各通道的双拮抗响应减去该通道所属的颜色组合中的另一通道的双拮抗抑制响应得到第二双拮抗抑制轮廓响应；E、对于各像素点：将所有第一双拮抗抑制轮廓响应和第二双拮抗抑制轮廓响应进行归一化后，所得结果的最大值即为该像素点的最终轮廓响应。2.如权利要求1所述的基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，其特征在于：所述的步骤B中各个通道的单拮抗响应计算公式为：Srg(x,y)＝ω1·R(x,y)+ω2·G(x,y)(1)；Srg(x,y)＝ω1·R(x,y)+ω2·G(x,y)(2)；Sby(x,y)＝ω1·B(x,y)+ω2·Y(x,y)(3)；Syb(x,y)＝ω1·Y(x,y)+ω2·B(x,y)(4)；Sblw(x,y)＝ω1·BL(x,y)+ω2·W(x,y)(5)；Swbl(x,y)＝ω1·W(x,y)+ω2·BL(x,y)(6)；其中，R(x,y)表示像素点(x,y)的红分量，G(x,y)表示像素点(x,y)的绿分量，B(x,y)表示像素点(x,y)的蓝分量；Y(x,y)表示像素点(x,y)的黄分量，BL(x,y)表示像素点(x,y)的黑分量，BL(x,y)＝min(R(x,y),G(x,y),B(x,y)),W(x,y)表示像素点(x,y)的白分量，W(x,y)＝max(R(x,y),G(x,y),B(x,y))；Srg(x,y)、Srg(x,y)、Sby(x,y)、Syb(x,y)、Sblw(x,y)、Swbl(x,y)分别为红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道各自的单拮抗响应，其中3.如权利要求1所述的基于颜色拮抗感受野及黑白通道的轮廓检测方法，其特征在于：所述的步骤C中各像素点的各通道的各方向参数下的边界响应值计算公式如下：其中rg、gr、by、yb、blw、wbl分别表示红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝通道、黑/白通道、白/黑通道；θi为方向参数，Crg、Cgr、Cby、Cyb、Cblw、Cwbl分别表示红/绿通道、绿/红通道、蓝/黄通道、黄/蓝...

【专利技术属性】
技术研发人员：林川，崔林昊，赵浩钧，万术娟，潘勇才，张玉薇，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45