基于改进Sobel算法的实时图像边缘检测系统设计

针对传统Sobel边缘检测算法需要人为指定阈值而且检测出的边缘较宽等问题,提出一种自适应阈值和非极大值抑制相结合的边缘检测算法。引入中值滤波的思想生成自适应动态阈值,将该值作为二值化处理的阈值,并采用非极大值抑制的方法细化梯度图像,同时通过增加梯度检测方向提高了算法对复杂纹理的识别能力。将改进后的算法在FPGA平台上实现,实验验证了其有效性。     

无人机遥感山区公路图像去噪方法

为实现对遥感图像较好的滤波去噪效果并有效保持图像边缘细节,提出一种自适应开关均中值融合滤波方法,可有效处理无人机拍摄的公路遥感图像.首先,选定遥感图像的局部区域,并设定梯度变换阈值大小,同时为标记该区域内的各个像素点,定义标志数组.然后,与阈值进行比较,若当前用于比较的像素点的值比梯度阈值大,则进行自适应开关均中值融合滤波,利用自适应选定阈值来替代传统开关均中值滤波器的固定阈值;若当前像素点小于梯度阈值,则选取改进梯度倒数进行加权平滑处理,即针对图像局部区域建立相关函数,将权值参数按照局部统计特性适应性进行调整.由实验结果可知,与传统梯度倒数加权平滑算法相比,自适应开关内中值融合滤波算法能够滤除遥感图像中的脉冲和椒盐噪声,对其他类型的噪声也有较好的效果,同时保留了图像的边缘细节信息.实验结果表明,滤波处理的图像平均梯度指数提高了 ３．１６％ ,且参数均方误差( MSE )减少了约 ５％ ,具有较高的应用价值.     

基于自适应梯度阈值各向异性滤波抑制红外复杂背景

在传统各向异性扩散滤波算法的基础上,提出了一种自适应梯度阈值各向异性滤波算法,用于有效地抑制红外复杂背景、滤除噪声,同时增强红外弱小目标。该算法根据图像的局部特性,利用其在不同方向上的梯度特点,判断某点像素是噪声还是图像以及其存在于图像的平滑区域还是边缘区域。文中据此提出了自适应求取边缘函数中的梯度阈值(K值)的方法,解决了原各向异性滤波算法的边缘函数中K值固定单一的问题。实验证明:与原各向异性滤波算法和其他背景抑制算法相比,提出的算法增加了去噪功能,对各种复杂背景抑制效果更好,增强后的图像信噪比提高了近2倍。     

一种新的边缘保持局部自适应图像插值算法

为了尽可能降低噪声的影响和保持图像的边缘信息,提出了一种新的边缘保持局部自适应图像插值算法。算法首先对分割成部分重叠的各子图像进行整数小波变换,然后对于高频子带进行逐点BayesShrink阈值去噪和中值滤波去除高斯和椒盐噪声,同时对于低频子带进行亮度保持的直方图均衡增强图像的对比度,最后根据自适应阈值Canny边缘检测将子图像划分为平坦和边缘区域,分别进行施用双线性插值和非线性插值。实验结果表明,MBW图像插值算法得到的插值图像有较好的主观图像质量,其峰值信噪比(PSNR)比传统方法平均提高了2.23～2.96dB。     

基于Sobel黑片图像亚像素边缘检测算法研究

本文提出一种基于Sobel黑片图像亚像素边缘检测算法。算法对传统Sobel算法进行了改进,并且和多项式插值法的改进的算法相结合。单像素边缘是通过对边缘梯度图像加上合理的权值和阈值的方法得到的,亚像素边缘定位通过多项式插值计算得到。该算法因为检测精度高而广泛的应用于黑片的在线检测。     

基于Canny理论的自适应阈值彩色图像边缘检测

传统的Canny边缘检测算法基于灰度图像,不能充分利用彩色图像的全部信息,且阈值需要人为设定,自动化程度不高.论文提出一种新的算法,基于彩色图像多通道融合技术,根据图像梯度直方图信息,对图像进行自适应阈值处理.将Canny灰度边缘检测算子扩展到彩色边缘检测,利用彩色图像各个通道自身的梯度直方图和梯度方差作为局部阈值,有效解决彩色图像各个通道之间的差别.实验结果表明,其能充分利用图像的颜色和梯度信息,提高边缘检测的准确性.     

一种改进的Canny边缘检测算法

针对Canny边缘检测算法存在的缺陷,提出了一种改进型Canny边缘检测算法。首先采用非线性扩散滤波减少了图像噪声,同时保持图像的边缘信息;在邻域梯度幅值计算中,考虑像素对角线方向的梯度,进一步抑制了噪声的影响;最后采用平均方差阈值法选取阈值,从而提高了对不同图像的自适应性。通过对实验图像的分析表明,该改进算法对含噪图像的边缘提取具有较好的检测精度和准确性。     

结合Canny算法和Hough变换的轴类零件边缘提取

针对轴类零件的边缘提取存在易受噪声、表面质量和边界条件影响的缺点,提出了Canny边缘检测和Hough变换算法相结合的边缘提取方法。首先利用自适应中值滤波对图像去噪,在滤除图像噪声的同时保留了更多的图像边缘信息;然后在3×3的窗口模板内计算梯度幅值和方向,提高了算子的抗噪性能;再采用自适应双阈值算法求取高低阈值,实现边缘的检测和连接。最后利用Hough变换算法进行边缘拟合。实验结果表明,这种方法可以对不同直径的轴类零件图像进行边缘提取,能够获得比较完整而连续的边缘。     

基于导向滤波Retinex和自适应Canny的图像边缘检测

机器视觉识别常用金属制品边缘时,表面亮度不均易导致边缘误识别,且传统的边缘检测算法去噪的同时也抑制了大量边缘信息,降低了边缘检测质量。本文提出一种基于导向滤波Retinex和自适应Canny的图像边缘检测算法。该算法采用基于导向滤波的Retinex法得到金属制品图像的反射分量,通过加权分布的自适应伽马校正提升反射分量图像对比度;然后,采用自适应各向异性扩散滤波对增强后图像进行去噪处理,抑制增强后图像的噪声及低对比度纹理,再采用改进四方向Sobel梯度模板提取图像边缘;最后沿用传统Canny算法的非极大值抑制及双阈值分割进一步细化边缘。实验结果表明,新算法检测典型金属小零件时,图像锐度指标由原图的47.11提升至68.39,金属表面的亮度标准差从原图的44.76下降至20.16;噪声指标从原图的1.1下降到0.15左右,并且在去噪的同时较好地保留了图像边缘锐度。新方法有效改善了金属表面图像因亮度不均导致的边缘误识别问题,并且提取的边缘连接性较好。     

一种改进的Canny自适应边缘检测算法

针对原始的Canny边缘检测算法高低阈值不利于选择的问题,提出一种改进的Canny自适应边缘检测算法。该方法采用3×3的Sobel边缘算子模板代替2×2邻域内求有限差分来计算梯度幅值;利用梯度直方图来选取高低阈值,提高了算法的自适应性;在边缘的连接上采用边界追踪的方法,来保证边缘的连续性和唯一性。以20m m量块图像边缘检测为例进行了实验。结果表明,该算法在保证实时性的同时,具有更好的检测精度和准确度,细化图像边缘和抑制伪边缘噪声方面的性能也得到了提高,是一种有益的边缘检测改善方法。     

基于加权SVD截断共轭梯度的ECT图像重建算法

针对电容层析成像技术中的“软场”效应和病态问题,基于灵敏度矩阵的奇异值分解理论,提出了一种加权SVD截断共轭梯度的ECT图像重建算法,给出了算法的数学模型,完成了算法的收敛性分析和证明,并将其应用在电容层析成像系统的图像重建中。仿真和实验结果表明,同LBP算法和CG算法相比,该算法有成像效果好,成像速度快,易于实现等特点。     

变电压CT重建的灰度加权算法

常规固定电压的CT重建,因成像系统动态范围受限,投影数据易出现过曝光和欠曝光共存现象,造成信息缺失多,成像质量差,为此提出变电压CT重建。通过变电压获得跟工件有效厚度相匹配的有效投影序列,在ART迭代图像的基础上,调整全变差使其最小化,从而优化重建。在重建过程中,依据灰度加权,把低电压的重建图像作为初值,应用在相邻高电压有效投影重建中,得到相邻高电压的重建图像,依次类推直至最高电压。至此,工件的全部结构信息重建完毕。仿真结果表明,灰度加权算法不仅实现了变电压图像信息的完整重建,而且像素值更加稳定。     

基于自适应模拟退火及 LM 联合反演算法的 ECT 图像重建

为解决电容层析成像技术(ECT)中图像重建的非线性和病态性问题,提出了一种自适应模拟退火-Levenberg Marquardt (ASA-LM)联合反演算法。 改进了标准模拟退火(SA)算法的新解生成策略、能量函数的定义及退火策略,并结合 LM 的直接局 部搜索方法联合反演 ECT 图像重建问题。 同时,利用 Savitzky-Golay (SG) 滤波对 ECT 图像重建所需电容数据进行平滑处理以 提高其信噪比。 最后,进行仿真及静态实验,并与线性反投影(LBP)、Landweber 迭代及标准 SA 算法进行了比较。 结果表明,与 其他 3 种算法相比,ASA-LM 算法收敛速度快、图像重建质量明显提高,边缘信息保真度高,重建图像的平均相对误差为 0. 331 1,平均相关系数为 0. 933 1。     

改进的高光边缘颜色恒常性算法研究

图像的高光区域包含丰富的光源信息,对颜色恒常性研究具有重要价值。然而,由于自然场景的动态范围往往会超过常用数码相机中传感器所能捕获的范围,高光区域易产生过曝光。针对过曝光现象,提出了一种过曝光区域恢复的高光边缘颜色恒常算法。该算法对高光边缘权重进行了2次优化。第1次优化在过曝光区域校正部分,利用过曝光区域自动校正算法恢复出高光区域的边缘信息,得到高动态范围图像;然后通过迭代算法将图像梯度投影到估计出的光源方向上,得到高光边缘权重的第2次优化;最后将优化后的高光边缘方向作为光源方向的估计。实验表明,对于自然场景图像,特别是其中过曝光明显的图像,该算法有效地解决了权重灰边颜色恒常算法中高光边缘不准确的问题,大大提高了光源估计的准确性。     

基于有序Hough变换的快速圆检测算法

针对随机Hough变换（RHT）及其改进算法在同一圆边缘点随机抽样时命中率低且投票处理过程复杂,提出了基于有序搜索的广义Hough变换快速圆检测算法（SQHT）。该算法利用圆的几何性质和梯度方向信息来有序搜索圆边缘点集,将Hough变换的基于投票判定基元参数转变为有效确定基元三点的讨论。执行算法时,首先顺序搜寻第一边缘点并根据邻域边缘点集或图像灰度值计算其梯度值;接着在第一点所在行匹配与其梯度信息相符的第二点,根据前两点信息在第一点所在列匹配第三点;最后按照RHT算法流程确定有效基元参数,从而避免了随机抽样带来的时间不确定性。该算法具有计算速度快,检测时间可控,适用范围广泛,抗干扰性强等特点。相比于RHT算法,提出的算法在单目标圆检测情况下检测效率提高了2倍,在多目标圆（5个及以上）且有非目标边缘点情况下检测效率提高了5倍,在多圆检测方面能有效弥补了Hough变换算法的不足。     

基于梯度图的快速POCS超分辨率复原算法研究

随着红外成像相关产业的兴起,红外成像技术具有的隐蔽性好、探测范围广、定位精度高、穿透距离远,以及轻质小巧、低耗可靠等优点备受青睐,已成为当前智能化光电探测发展的主流方向。然而,红外弱小目标的图像细节特征少、信噪比低等特点成为红外图像应用的瓶颈,如何提高红外弱小目标成像效果成为目前的研究热点。POCS算法是目前超分辨率复原中应用非常广泛的一种复原算法,但是该算法运算量大,处理时间较长,同时对图像的边缘细节保留能力较差。针对POCS超分辨率复原算法迭代时间较长,无法满足光电探测系统实时性的问题,提出了基于梯度图的快速POCS超分辨率复原算法(GPOCS)。该算法根据图像的梯度分布对图像中的像素点进行分类,采用不同的迭代系数进行计算。改进算法能够较好的保留边缘信息并抑制噪声,进而在保证超分辨率复原性能的基础上大大缩短了运算时间。实验结果表明:GPOCS算法复原结果在背景处噪声得到一定的抑制,整体复原能力优于传统的POCS复原方法。该算法能够有效地保留边缘细节,同时处理时间小于传统的POCS复原方法,减少了1个数量级已经是接近实时。GPOCS算法能够自适应的选取迭代步长,较好的保留边缘信息并抑制噪声,进而在保证超分辨率复原性能的基础上大大缩短了运算时间,虽然不能满足实时性的要求,但是也已经是接近实时。     

一种改进自适应阈值的 Ｃａｎｎｙ算法

针对传统Canny算法在滤波时无差别平滑降噪、边缘信息丢失及模糊的现象,且人工选取梯度高低阈值存在局限性的问题,提出了综合考虑图像位置信息与亮度信息的双边滤波代替传统高斯滤波方法,结合最优化阈值分割法和Otsu法分别计算出图像高低阈值,采用边缘信噪比SNR函数对比验证边缘检测效果。改进后的Canny算法有效提高了边缘完整性,且伪边缘更少,对图像中相对较弱的边缘部分也有良好的提取效果,改进后的算法具有更高的信噪比。采用工业机械臂视觉采集零件边缘为背景,实验结果表明,改进后的Canny算法可以有效保留真实边缘信息,边缘更加连续且完整。