图像边缘轮廓自适应阈值的角点检测算法

摘要：

目的 基于边缘轮廓的角点检测算法的检测性能虽然相对比较稳定,但是它对边缘轮廓的局部变化敏感,并且只是给予一个经验门限去提取角点,为此提出一种对局部变化和噪声稳健的基于图像边缘轮廓自适应阈值的角点检测算法.方法 该算法利用各向异性高斯方向导数滤波器对不同边缘和角点模型进行表征,提取表征边缘和角点的灰度及几何变化的不变属性,并通过正则化计算得到区别边缘和角点的自适应阈值.该算法首先利用Canny边缘检测器检测输入图像的边缘映射并从边缘映射中提取出边缘轮廓;然后利用各向异性高斯方向导数滤波器对所提取出的边缘曲线进行滤波平滑,计算出每一像素点的响应并与自适应阈值作比较,把响应大于阈值的点作为候选角点;最后,对候选角点进行非极大值抑制得到最终角点集.结果 提出的算法分别与Harris算法,He&Yung算法,以及ANDDs算法在仿射变换和高斯噪声的实验环境下进行比较,其性能指标为平均重复率与定位误差;并且对每个角点检测算法在无噪声和有噪声的情况下进行了角点匹配比较.4种算法的两个指标的平均排名为Harris 3.375,He &Yung 2.625,ANDDs 2.625,本文算法1.375.本文算法在仿射变换以及高斯噪声的情况下有着良好的平均重复率和定位误差,优于其他3种算法.匹配实验中的错误点以及丢失点也少于其他3种算法.结论 图像的特征检测在计算机视觉领域是一个重要的课题,在许多视觉系统中,检测特征往往作为复杂计算的第1步.因此,这一步的可靠性会极大地影响着视觉系统整体的结果.而角点作为图像的重要特征,对其研究具有重大意义.本文算法不同于传统的基于边缘的角点检测器仅利用边缘轮廓的信息,还利用到图像边缘像素的灰度信息.而且,本文算法还采用一个自适应全局阈值,避免了角点的误判.正则化的灰度变化有效减少了噪声或者光照对检测性能的影响.通过角点匹配实验、仿射变换实验以及高斯噪声实验,可以看出,本文的角点检测器拥有良好的检测性能,并且对噪声具有稳健性.

关键词：角点检测、边缘轮廓、各向异性高斯方向导数滤波器、自适应阈值

所属期刊栏目：21

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61401347;陕西省自然科学基础研究计划基金项目2016JM6013;西安工程大学控制科学与工程学科群建设基金项目107090811National Natural Science Foundation of China61401347;Natural Science Basic Research Plan in Shaanxi Province of China2016JM6013

在线出版日期：2016-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：1502-1514