Zernike亚像素图像矩边缘检测算子方向角模型研究.pdf

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1、16传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第2期Zernike亚像素图像矩边缘检测算子方向角模型研究姜迈，梁炜，张晓玲，李世明(中国科学院沈阳自动化研究所工业控制网络与系统实验室，辽宁沈阳110016)摘要：基于Zernike图像矩的理想边缘模型，深人研究了方向角模型与亚像素判据间的关系。利用Zernike矩定义及其旋转不变特性，提出一种新的基于4阶方向角的Zernike矩亚像素边缘检测算子。为了提高边缘算子定位速度，首先基于9x9尺寸模板对Zernike图像矩0—4阶正交复数多项式进行了计算，推导出

2、基于4阶方向角的边缘检测算子参数模型。最后将边缘算子应用在理想图像与实际图像上，检测结果表明：相比于传统的Zernike矩算子，基于4阶方向角的边缘检测算子具有更高的检测精度。关键词：Zernike矩；亚像素；正交复数多项式；4阶方向角中图分类号：TP391．4文献标识码：A文章编号：1000-9787(2013)02-0016--04Researchonsub-pixelZernikemomentsedgedetectingoperatorbasedondirectionanglemodelJIANGMai，LIANGWei，ZHANGXiao—ling，LIShi—

3、ming(LabofIndustryControlNetworksandSystems，ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China)Abstract：BasedOilZernikeimagemomentsedgemodel，relationshipbetweendirectionanglemodelandsub—pixelcriterionisstudieddeeply．AnewedgedetectingoperatormethodbasedOil4-orderd

4、irectionangleisproposed，byusingZernikemomentsdefinitionanditsrotationinvariance．Inordertoimprovepositioningspeedofedgeoperator，theo~hogonalcomplexpolynomialiscomputedfrom0to4ordersoftheZernikemomentsbasedon9X9mask，theedgedetectingoperatorparametermodelisdeduced．Finally，edgeoperatorisappl

5、iedtoidealimageandrealimage，testresultsshowthattheedgedetectingoperatorbasedon4-orderdirectionanglehashigherdetectingprecisioncomparedwithtraditionalmethod．Keywords：Zernikemoments；sub—pixel；orthogonalcomplexpolynomial；4-orderdirectionangle0引言出一种基于4阶方向角模型计算像素点方向角参数的新方传统的边缘检测方法(例如：Sobel算子、

6、LOG算子、法，通过与常规Zernike矩算子的定位精度比较讨论，验证Canny算子等)对图像边缘的定位只能达到像素级，由于测了该方法的可行性。量系统对精度的要求越来越高，因此，有必要对亚像素边缘1Zenike亚像素图像矩边缘检测原理检测与定位技术进行研究⋯。Hueckel首先提出了亚像素图像的n阶m次Zernike矩定义为边缘检测的概念，亚像素边缘的定位可以突破物理分辨率z，(r，o)vL(rdrdO的限制，同时也降低了工业应用中要求精度所需要的计算代价。按照数学模型分类，现有的亚像素级精度边缘检测=f／(r，O)nr)e-JmardrdO．(1)技术可以分为三大类，

7、即拟合法、插值法和矩方法，其中，矩其中，n为正整数或0；m为正负整数，且满足n—Iml方法是亚像素边缘检测算子中应用最广泛的方法，而且由为偶数和Imf≤n的条件限制；r为单位采样圆的原点到点于图像矩是基于积分运算的方法，所以，同其他基于微分运算的边缘检测算子相比矩边缘检测算法具有更好的抗噪能(，Y)的矢量长度，r=+，-1<，Y