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1、16傳感器與微系統(tǒng)(TransducerandMicrosystemTechnologies)2013年第32卷第2期Zernike亞像素圖像矩邊緣檢測算子方向角模型研究姜邁，梁煒，張曉玲，李世明(中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，遼寧沈陽110016)摘要：基于Zernike圖像矩的理想邊緣模型，深人研究了方向角模型與亞像素判據(jù)間的關(guān)系。利用Zernike矩定義及其旋轉(zhuǎn)不變特性，提出一種新的基于4階方向角的Zernike矩亞像素邊緣檢測算子。為了提高邊緣算子定位速度，首先基于9x9尺寸模板對(duì)Zernike圖像矩0—4階正交復(fù)數(shù)多項(xiàng)式進(jìn)行了計(jì)算，推導(dǎo)出
2、基于4階方向角的邊緣檢測算子參數(shù)模型。最后將邊緣算子應(yīng)用在理想圖像與實(shí)際圖像上，檢測結(jié)果表明：相比于傳統(tǒng)的Zernike矩算子，基于4階方向角的邊緣檢測算子具有更高的檢測精度。關(guān)鍵詞：Zernike矩；亞像素；正交復(fù)數(shù)多項(xiàng)式；4階方向角中圖分類號(hào)：TP391．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：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引言出一種基于4階方向角模型計(jì)算像素點(diǎn)方向角參數(shù)的新方傳統(tǒng)的邊緣檢測方法(例如：Sobel算子、
6、LOG算子、法，通過與常規(guī)Zernike矩算子的定位精度比較討論，驗(yàn)證Canny算子等)對(duì)圖像邊緣的定位只能達(dá)到像素級(jí)，由于測了該方法的可行性。量系統(tǒng)對(duì)精度的要求越來越高，因此，有必要對(duì)亞像素邊緣1Zenike亞像素圖像矩邊緣檢測原理檢測與定位技術(shù)進(jìn)行研究?。Hueckel首先提出了亞像素圖像的n階m次Zernike矩定義為邊緣檢測的概念，亞像素邊緣的定位可以突破物理分辨率z，(r，o)vL(rdrdO的限制，同時(shí)也降低了工業(yè)應(yīng)用中要求精度所需要的計(jì)算代價(jià)。按照數(shù)學(xué)模型分類，現(xiàn)有的亞像素級(jí)精度邊緣檢測=f／(r，O)nr)e-JmardrdO．(1)技術(shù)可以分為三大類，
7、即擬合法、插值法和矩方法，其中，矩其中，n為正整數(shù)或0；m為正負(fù)整數(shù)，且滿足n—Iml方法是亞像素邊緣檢測算子中應(yīng)用最廣泛的方法，而且由為偶數(shù)和Imf≤n的條件限制；r為單位采樣圓的原點(diǎn)到點(diǎn)于圖像矩是基于積分運(yùn)算的方法，所以，同其他基于微分運(yùn)算的邊緣檢測算子相比矩邊緣檢測算法具有更好的抗噪能(，Y)的矢量長度，r=+，-1<，Y
