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一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2019-12-30
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2020-05-22
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2020-09-22
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2039-12-30
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201911392146.4 申请日 2019-12-30
公开/公告号 CN111080663B 公开/公告日 2020-09-22
授权日 2020-09-22 预估到期日 2039-12-30
申请年 2019年 公开/公告年 2020年
缴费截止日
分类号 G06T7/13G06T7/136 主分类号 G06T7/13
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 2
权利要求数量 3 非专利引证数量 1
引用专利数量 2 被引证专利数量 0
非专利引证 1、2007.09.12CN 103903251 A,2014.07.02CN 104484667 A,2015.04.01CN 103927759 A,2014.07.16CN 108090492 A,2018.05.29CN 106485724 A,2017.03.08CN 107909593 A,2018.04.13CN 107767387 A,2018.03.06CN 107766866 A,2018.03.06Hala Aziz Shokralla等.Advanced nonsmall cell lung cancer at the NationalCancer Institute in Egypt: A descreptiveanalysis《.2 nd International Conferenceon Respiratory and Pulmonary Medicine》.2016,第6卷(第5期),周涛等.基于主视通路层级响应模型的轮廓检测方法《.航天医学与医学工程》.2018,第31卷(第3期),;
引用专利 WO2012061669A、EP1387315B 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 广西科技大学 当前专利权人 广西科技大学
发明人 林川、文泽奇、崔林昊、王瞿、潘勇才、刘青正、张玉薇、李福章、张晴、王垚、王蕤兴、韦艳霞 第一发明人 林川
地址 广西壮族自治区柳州市东环大道268号 邮编 545006
申请人数量 1 发明人数量 12
申请人所在省 广西壮族自治区 申请人所在市 广西壮族自治区柳州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
长沙正奇专利事务所有限责任公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
周晟、文信家
摘要
本发明旨在提供一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,包括以下步骤:A、输入经灰度处理的待检测图像,计算各像素点的空间标准差;B、结合各像素点的空间标准差计算各像素点的经典感受野最优响应值;C、计算各像素点的最终轮廓响应值;D、计算各像素点的最终轮廓值。该方法克服现有技术缺陷,具有仿生效果好,轮廓检测率高的特点。
  • 摘要附图
    一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法
  • 说明书附图:图1
    一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法
  • 说明书附图:图2
    一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2020-09-22 授权
2 2020-05-22 实质审查的生效 IPC(主分类): G06T 7/13 专利申请号: 201911392146.4 申请日: 2019.12.30
3 2020-04-28 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,其特征在于包括以下步骤:
A、输入经灰度处理的待检测图像,计算各像素点的空间标准差;具体为:输入经灰度处理的待检测图像,预设局部区域、局部区域的半径,所述的局部区域为方形,局部区域的边长为局部区域的半径的两倍外加一个像素点;对于各像素点,对以其为中心的局部区域内的各像素点的灰度值进行标准差计算,并对得到的标准差进行计算得到各像素点的空间标准差;
所述的标准差
所述的空间标准差
其中,Rxy表示局部区域,r表示局部区域的半径,局部区域Rxy的边长为(2r+1), 为局部区域内第i个像素的灰度值,N为局部区域内像素点的数目,μR为局部区域内各像素点的灰度值均值;
B、结合各像素点的空间标准差计算各像素点的经典感受野最优响应值;具体为:预设包含多个方向参数的二维高斯一阶偏导函数,对于各像素点,采用二维高斯一阶偏导函数分别对灰度值进行滤波,其中二维高斯一阶偏导函数中的标准差为各像素点对应的空间标准差,得到各像素点各方向参数的经典感受野初始响应值;对于各像素点,分别取该像素点各方向参数的经典感受野初始响应值的最大值,将该最大值作为该像素点的经典感受野最优响应值;
C、计算各像素点的最终轮廓响应值;具体为:预设归一化高斯差分函数、非经典感受野拮抗强度,对于各像素点,采用归一化高斯差分函数分别对其经典感受野最优响应值进行滤波,得到各像素点的非经典感受野响应值;对于各像素点,将该像素点的经典感受野最优响应值减去非经典感受野响应值与非经典感受野拮抗强度的乘积,得到各像素点的最终轮廓响应值;
D、计算各像素点的最终轮廓值;具体为:对于各像素点,对其最终轮廓响应值轮廓值进行非极大值抑制和双阈值处理,得到各像素点的最终轮廓值。

2.如权利要求1所述的基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,其特征在于:
所述的二维高斯一阶偏导函数
Nθ为方向参数的
数目;γ为表示感受野椭圆度的常数;
各像素点各方向参数的经典感受野初始响应值E(x,y,θi)=I(x,y)*G(x,y,θi)   (4);
其中I(x,y)为各像素点的灰度值;
各像素点的经典感受野最优响应值E(x,y)=max(E(x,y,θi)|i=1,2,…Nθ)    (5)。

3.如权利要求2所述的基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,其特征在于:
各像素点的非经典感受野响应值Inh(x,y)=E(x,y)*W(x,y)      (6);
归一化高斯差分函数
其中,
其中||·||1为L1范数,H(x)=max(0,x);
各像素点的最终轮廓响应值O(x,y)=E(x,y)-β·Inh(x,y)     (7);
其中β为非经典感受野拮抗强度。
说明书

技术领域

[0001] 本发明图像轮廓检测领域,具体涉及一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法。

背景技术

[0002] 轮廓检测是目标检测、形状分析、目标识别和目标跟踪等技术的重要基础。在视觉系统中,动态特性一直贯穿着轮廓提取的整个过程。由于局部图像信息的不同,视觉系统在处理信息时,感受野的大小也在动态地变化着,而目前许多受生物学启发的轮廓检测模型都只是简单地模拟视觉系统中生理特性的一部分,在轮廓提取的过程中,对于一些视觉的动态特性并不能较好地进行模拟,造成了一定程度上轮廓信息的缺失以及纹理信息的增强这类问题,从而不能较好地保证目标轮廓的完整性。

发明内容

[0003] 本发明旨在提供一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,该方法克服现有技术缺陷,具有仿生效果好,轮廓检测率高的特点。
[0004] 本发明的技术方案如下:一种基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,包括以下步骤:
[0005] A、输入经灰度处理的待检测图像,计算各像素点的空间标准差;
[0006] B、结合各像素点的空间标准差计算各像素点的经典感受野最优响应值;
[0007] C、计算各像素点的最终轮廓响应值;
[0008] D、计算各像素点的最终轮廓值。
[0009] 优选地,具体步骤如下:
[0010] A、输入经灰度处理的待检测图像,预设局部区域、局部区域的半径,所述的局部区域为方形,局部区域的边长为局部区域的半径的两倍外加一个像素点;对于各像素点,对以其为中心的局部区域内的各像素点的灰度值进行标准差计算,并对得到的标准差进行计算得到各像素点的空间标准差;
[0011] B、预设包含多个方向参数的二维高斯一阶偏导函数,对于各像素点,采用二维高斯一阶偏导函数分别对灰度值进行滤波,其中二维高斯一阶偏导函数中的标准差为各像素点对应的空间标准差,得到各像素点各方向参数的经典感受野初始响应值;对于各像素点,分别取该像素点各方向参数的经典感受野初始响应值的最大值,将该最大值作为该像素点的经典感受野最优响应值;
[0012] C、预设归一化高斯差分函数、非经典感受野拮抗强度,对于各像素点,采用归一化高斯差分函数分别对其经典感受野最优响应值进行滤波,得到各像素点的非经典感受野响应值;对于各像素点,将该像素点的经典感受野最优响应值减去非经典感受野响应值与非经典感受野拮抗强度的乘积,得到各像素点的最终轮廓响应值;
[0013] D、对于各像素点,对其最终轮廓响应值轮廓值进行非极大值抑制和双阈值处理,得到各像素点的最终轮廓值。
[0014] 优选地,所述的步骤A具体如下:
[0015] 所述的标准差
[0016] 所述的空间标准差
[0017] 其中,Rxy表示局部区域,r表示局部区域的半径,局部区域Rxy的边长为(2r+1),为局部区域内第i个像素的灰度值,N为局部区域内像素点的数目,μR为局部区域内各像素点的灰度值均值。
[0018] 优选地,所述的步骤B具体如下:
[0019] 所述的二维高斯一阶偏导函数
[0020] Nθ为方向参数的数目;γ为表示感受野椭圆度的常数;
[0021] 各像素点各方向参数的经典感受野初始响应值E(x,y,θi)=I(x,y)*G(x,y,θi) (4);
[0022] 其中I(x,y)为各像素点的灰度值;
[0023] 各像素点的经典感受野最优响应值E(x,y)=max(E(x,y,θi)|i=1,2,…Nθ)  (5)。
[0024] 优选地,所述的步骤C具体如下:
[0025] 各像素点的非经典感受野响应值Inh(x,y)=E(x,y)*W(x,y)   (6);
[0026] 归一化高斯差分函数
[0027] 其中,
[0028] 其中||·||1为L1范数,H(x)=max(0,x);
[0029] 各像素点的最终轮廓响应值O(x,y)=E(x,y)-β·Inh(x,y)   (7);
[0030] 其中β为非经典感受野拮抗强度。
[0031] 本发明采用局部标准差的特征来模拟视觉感受野的大小变化,从而最大限度地模拟仿真图像的复杂性给轮廓检测带来的变化,实现感受野大小动态变化的仿真,从而使得在计算经典感受野响应与非经典感受野响应时能够针对各像素点采用其对应的空间感受野,从而提高模拟仿真的程度,提高识别准确率,同时也提高了轮廓检测的鲁棒性。

实施方案

[0034] 下面结合附图和实施例具体说明本发明。
[0035] 实施例1
[0036] 本实施例提供的基于动态感受野的仿生型轮廓检测方法,包括以下步骤:
[0037] A、输入经灰度处理的待检测图像,预设局部区域、局部区域的半径,所述的局部区域为方形,局部区域的边长为局部区域的半径的两倍外加一个像素点;对于各像素点,对以其为中心的局部区域内的各像素点的灰度值进行标准差计算,并对得到的标准差进行计算得到各像素点的空间标准差;
[0038] 所述的步骤A具体如下:
[0039] 所述的标准差
[0040] 所述的空间标准差
[0041] 其中,Rxy表示局部区域,r表示局部区域的半径,局部区域Rxy的边长为(2r+1),为局部区域内第i个像素的灰度值,N为局部区域内像素点的数目,μR为局部区域内各像素点的灰度值均值;
[0042] B、预设包含多个方向参数的二维高斯一阶偏导函数,对于各像素点,采用二维高斯一阶偏导函数分别对灰度值进行滤波,其中二维高斯一阶偏导函数中的标准差为各像素点对应的空间标准差,得到各像素点各方向参数的经典感受野初始响应值;对于各像素点,分别取该像素点各方向参数的经典感受野初始响应值的最大值,将该最大值作为该像素点的经典感受野最优响应值;
[0043] 所述的步骤B具体如下:
[0044] 所述的二维高斯一阶偏导函数
[0045] Nθ为方向参数的数目;γ为表示感受野椭圆度的常数;
[0046] 各像素点各方向参数的经典感受野初始响应值E(x,y,θi)=I(x,y)*G(x,y,θi) (4);
[0047] 其中I(x,y)为各像素点的灰度值;
[0048] 各像素点的经典感受野最优响应值E(x,y)=max(E(x,y,θi)|i=1,2,…Nθ) (5);
[0049] C、预设归一化高斯差分函数、非经典感受野拮抗强度,对于各像素点,采用归一化高斯差分函数分别对其经典感受野最优响应值进行滤波,得到各像素点的非经典感受野响应值;对于各像素点,将该像素点的经典感受野最优响应值减去非经典感受野响应值与非经典感受野拮抗强度的乘积,得到各像素点的最终轮廓响应值;
[0050] 所述的步骤C具体如下:
[0051] 各像素点的非经典感受野响应值Inh(x,y)=E(x,y)*W(x,y)   (6);
[0052] 归一化高斯差分函数
[0053] 其中,
[0054] 其中||·||1为L1范数,H(x)=max(0,x);
[0055] 各像素点的最终轮廓响应值O(x,y)=E(x,y)-β·Inh(x,y)   (7);
[0056] 其中β为非经典感受野拮抗强度;
[0057] D、对于各像素点,对其最终轮廓响应值轮廓值进行非极大值抑制和双阈值处理,得到各像素点的最终轮廓值。
[0058] 下面将本实施例的轮廓检测方法与文献1提供的轮廓检测方法进行有效性对比,文献1如下:
[0059] 文献1:Yang K F,Li C Y,Li Y J.Multifeature-based surround inhibition improves contour detection in natural images[J].IEEE Transactions on Image Processing,2014,23(12):5020-5032;
[0060] 为保证对比的有效性,对于本实施例采用与文献1中相同的非极大值抑制和双阈值处理进行最后的轮廓整合,其中包含的两个阈值th,tl,设置为tl=0.5th,由阈值分位数p计算而得;
[0061] 其中性能评价指标F采用文献1中给出的如下标准:
[0062]
[0063] 其中P表示精确率,R表示召回率,性能评测指标F的取值在[0,1]之间,越接近1表示轮廓检测的效果越好,另外,定义容忍度为:在5*5的邻域内检测到的都算正确检测。
[0064] 选取伯克利分割数据集(BSDS300)随机的三幅自然图像,分别采用实施例1方案与文献1方案进行检测,对应的真实轮廓图、文献1方法检测的最优轮廓图,实施例1方法检测的最优轮廓图如图2所示;其中,文献1方法检测的最优轮廓图,实施例1方法检测的最优轮廓图中的右上角的数字为其对应的性能评价指标F的数值,表1为实施例1选用的参数值;
[0065] 表1实施例1参数组表
[0066]
[0067] 由图2可以看出,实施例1方案的轮廓检测结果优于文献1方案。

附图说明

[0032] 图1为本发明的轮廓检测方法流程图;
[0033] 图2为实施例1方法与文献1轮廓检测模型的检测效果对比图。
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