一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103247047A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103247047103247047A(43)申请公布日2013.08.14(21)申请号201310158803.5(22)申请日2013.04.23(71)申请人重庆交通大学地址400074重庆市南岸区学府大道66号(72)发明人蒋伟刘亚威邓朝晖杨永琴杨庭庭张恒(51)Int.Cl.G06T7/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图3页附图3页(54)发明名称一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法，包括步骤为：将Sobel算子与灰度函数为F(x，y)的3×3像素邻域做卷积、再将卷积和用中心差分得到整数阶微分表达式、将整数阶微分用v阶微分来替换、从分数阶微分的定义出发，将数字图像的分数阶微分表达式的前三项代入v阶微分表达式中，并且可以通过调节参数微分阶数v来得到不同的结果。这种方法很好地提取边缘轮廓信息，对纹理细节的检测效果也很好，优于现有的其它几种边缘检测方法，很好地达到图像边缘检测的目的。CN103247047ACN103247ACN103247047A权利要求书1/1页1.一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将Sobel算子与灰度函数为F(x，y)的3×3像素邻域做卷积；B、再将卷积和用中心差分得到整数阶微分表达式；C、将整数阶微分用v阶微分来替换；D、从分数阶微分的定义出发，将数字图像的分数阶微分表达式的前三项代入v阶微分表达式中，并且可以通过调节参数微分阶数v来得到不同的结果。2.如权利要求1所述的一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法，其特征在于，所述步骤C中的将整数阶微分用v阶微分来替换，其中v大于0且小于1。3.如权利要求1所述的一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法，其特征在于，所述步骤C中的将整数阶微分用v阶微分来替换，其中v等于0.7。2CN103247047A说明书1/3页一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法技术领域[0001]本发明涉及图像边缘检测领域，尤其涉及一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法。背景技术[0002]图像边缘检测是数字图像处理研究领域的重要课题之一，现有的图像边缘检测方法较多，且具有各自的优缺点。[0003]用Sobel算子进行边缘检测是偏微分方法边缘检测的一种，已经不是一种新的边缘检测方法。它的基本检测原理是直接利用水平梯度算子和竖直梯度算子计算出该像素值，选取适当的阈值进行仿真实验就可以得到结果，该方法在Matlab软件上很快就能实现，并且有现成的程序代码。该方法实现过程中只是将代码录入，甚至复制粘贴就可以完成。但该方法实现的效果并不理想。[0004]作为整数阶微分理论的一种推广，近几年分数阶微分理论已经迅速运用于图像处理，并取得一定的成果。在已经具备整数阶微分基础上，并且掌握了分数阶微分的定义和性质，以及分数阶微分图像处理相关的文献，特别是《基于分数阶微分的边缘检测》、《基于分数阶微分的图像增强》、《基于分数阶偏微分的图像去噪新模型》等重要参考文献，在了解分数阶微分图像处理方法后，我们将分数阶微分与Sobel算子相结合推导出新的边缘检测模型。[0005]我们知道Sobel算子的抗噪能力较好，通过阅读文献可以了解分数阶微分运算在进行图像边缘检测时能够尽可能的保留图像的纹理细节。[0006]但是现有的图像边缘检测方法存在的检测效果并不理想的问题，特别是在检测图像边缘以及纹理细节上存在可以改进的方面。发明内容[0007]本发明的目的在于提供一种图像边缘检测方法，该方法效果好，不仅能较好的检测出图像的边缘，还能检测到大量的纹理细节。[0008]为达此目的，本发明采用以下技术方案：[0009]一种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法，包括以下步骤：[0010]A、将Sobel算子与灰度函数为F(x，y)的3×3像素邻域做卷积；[0011]B、再将卷积和用中心差分得到整数阶微分表达式；[0012]C、将整数阶微分用v阶微分来替换；[0013]D、从分数阶微分的定义出发，将数字图像的分数阶微分表达式的前三项代入v阶微分表达式中，并且可以通过调节参数微分阶数v来得到不同的结果。[0014]优选的，所述步骤C中的将整数阶微分用v阶微分来替换，其中v大于0且小于1。[0015]优选的，所述步骤C中的将整数阶微分用v阶微分来替换，其中v等于0.7时，效果最好。3CN103247047A说明书2/3页[0016]本发明的有益效果在于：该种基于分数阶偏微分的图像边缘检测方法很好地提取边缘轮廓信息，对纹理细节的检测效果也很好，优于现有的其它几种边