局部几何矩在图像平滑和边缘检测中的应用制造技术

本发明专利技术提供的局部几何矩在图像平滑和边缘检测中的应用中，利用定义的几何矩公式，对式中各项附加定义可以用来处理图片，特别是在图像平滑处理以及图像边缘检测处理中，利用本发明专利技术可以准确的得到图像的各种特征，因而本发明专利技术在实际的图像处理中具有一定应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及图像处理领域，尤其涉及利用局部几何矩对图像处理的方法和应用。
技术介绍
矩在统计学中用于表征随机量的分布，而在力学中用于表征物体的空间分布。若 把二值图或灰度图看作是二维密度分布函数，就可把矩技术应用于图像分析中。 一个从一 幅数字图像中计算出来的矩集，通常描述了该图像形状的全局特征，并提供大量关于该图 像不同类型的几何特征信息。图像矩的这种特性描述能力被广泛地应用于各种图像处理、 计算机视觉中。其中几何矩由于计算非常简单，而成为提取图像形状特征的一个非常有效 的工具。在以往的文献中，图像平滑、边缘检测可以用很多不同方法来实现。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用简单的计算方法，准确、唯一地提供图像的各种特征，实现较 好的去噪声以及准确提取图像的边缘信息的目标。 本专利技术的具体技术方案请见具体实施方式所示。 本专利技术提供的利用局部几何矩来处理图片的方法不仅计算简单，而且能准确、唯 一地提供图像的各种特征，特别是能提供反映图像纹理特性的一些有效特征，因而具有应 用价值。附图说明 图1是本专利技术实施例1中利用w。。实现去噪声的示意图； 图2是本专利技术实施例2中灰度类型图； 图3是本专利技术实施例2中阶跃型边缘检测的结果图； 图4是本专利技术实施例2中凸缘型边缘检测的结果以及与其它检测方法对比的结果 具体实施例方式现依据附图，对本专利技术做进一步的描述。 实施例 几何矩定义于基本集(xY1)。 p+q阶二维几何矩用!V表示，其表达式为 =￡￡/0,力力9血办 (i) 其中f (x， y)为某一限定区域R中的亮度函数。矩集(mp,q， p+q = 0， 1，......)是由f (x， y)唯一确定的，反过来亦是如此 <formula>formula see original document page 3</formula> 零阶几何矩m。。代表一幅图像的总亮度。对于剪影图像，mo。是目标区域的几何面积， 一阶几何矩nw 是图像关于x轴和y轴的亮度矩。其亮度的"矩心"(x。， y。)为<formula>formula see original document page 4</formula> (3)<formula>formula see original document page 4</formula> m2。， mn， m。2可以用来计算区域延伸，以及获得主坐标轴的方向。 局部几何矩是围绕每一个像素的一个小窗口上计算出来的， 一个大小为(2N+1) X (2N+1)，以像素点(x， y)为中心的小窗口 W ;W上像素点的p+q阶局部几何矩定义为 若将上式看成是一像和一个模板之间的巻积。的局部几何矩。<formula>formula see original document page 4</formula>(4)个在限定正方形窗口中的离散邻域运算，则它可以被理解成图下面给出对应窗口尺寸为3的模板，它们用于计算最多为二阶<formula>formula see original document page 4</formula> <formula>formula see original document page 4</formula><formula>formula see original document page 4</formula> 从以上几个模板可以看出，局部几何矩有很好的性质。W。。对应于一个平均窗，可以用来计算该窗内的总能量，^。和WM分别对通常的图像的水平边缘或垂直边缘响应最大。wu类似于一个交叉检测器。w2。和w。2反映图像的一些其它特征。 ^MMi局部几何矩在图像平滑中的应用 —般情况下，图像在传送和转换过程中，会不可避免地受到噪声的污染。对加噪图像求它的零阶局部几何矩w。。，然后除以窗口的尺寸(LXL)，这样可以实现图像的平滑，达到较好的去噪声效果。实验结果如图1所示。其中，(a)为原图，(b)加随机噪声图，(c)去噪声后结果图。 实施例2局部几何矩在边缘检测中的应用 对一幅图像光照的强弱会影响目标的灰度值，但目标均发生在灰度不连续的位置，这就是边缘的定义，因此可以通过边缘检测技术将目标检测出来。为提取边缘特征，必须考虑图像中灰度在空间上的变化形式，一般将灰度变化分为3类(a)阶跃型(b)房顶型(c)凸缘型，如图2所示。对不同的边缘形式应采用不同方法来检测其灰度变化。 (1)对阶跃型边缘检测 对图3中的(a)分别求它的一阶局部几何矩^。和WM，并令IJi，j) =maX(Wl。(i，j)， w01(i， j))，这样得到的新图像如图3中的(b)所示，可以看出，该方法能很好的检测出阶跃型边缘。 (2)对凸缘型边缘检测 字迹的骨架比较细，灰度变化基本上属于凸缘型，采用传统的算子会检测出双边缘，不适合提取字迹。对字迹图像先求它的零阶局部几何矩w。。，再除以窗口尺寸(LXL)，并与原图像进行差分，即L = w。。/(LXL)-I，这样得到的新图像能很好的检测字迹。这相当于一个(邻域平均灰度_灰度)的差分算子。具体选择该算子时有以下考虑 此算子各向同性，与字迹笔画的无方向性相适应。窗口大小直接影响检测结果，窗口过小，字迹经模板后输出幅值不大，难以判别，断裂现象严重；窗口过大，运算量较大，考虑到字迹笔画一般在4个像素以内，折中选择7X7的窗口。算子由于采用邻域平均灰度与灰度做差分运算，实质上是一种空域高通滤波。 本实施例对"明天会更好"几个字进行检测，结果如图4所示，其中(a)用w。。检测(b)用prewitt算子检测(c)用sobel算子检测(d)用roberts算子检测。 本专利技术提供的局部几何矩在图像处理中的应用，不仅计算简单，而且能准确、唯一地提供图像的各种特征，特别是能提供反映图像纹理特性的一些有效特征，因而具有一定的应用价值。权利要求局部几何在图像处理中的应用。2. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，局部几何矩在图像平滑中的应用。3. 如权利要求1所述的应用，其特征在于，局部几何矩在边缘检测中的应用。全文摘要本专利技术提供的局部几何矩在图像平滑和边缘检测中的应用中，利用定义的几何矩公式，对式中各项附加定义可以用来处理图片，特别是在图像平滑处理以及图像边缘检测处理中，利用本专利技术可以准确的得到图像的各种特征，因而本专利技术在实际的图像处理中具有一定应用价值。文档编号G06T7/00GK101739664SQ20081020316公开日2010年6月16日 申请日期2008年11月21日 优先权日2008年11月21日专利技术者胡之惠 申请人:上海电机学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
局部几何在图像处理中的应用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡之惠，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]