一種三維圖像的圖像分割方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種圖像分割方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種三維圖像的邊緣檢測(cè)和圖像 分割方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 邊緣是圖像的一個(gè)基本特征，識(shí)別出圖像中的邊緣信息就是識(shí)別圖像中目標(biāo)的最 有效手段之一，圖像分割是指將圖像分成各具特性的區(qū)域并提取出感興趣目標(biāo)的技術(shù)和過 程，是由圖像處理到圖像分析的關(guān)鍵步驟?，F(xiàn)有的圖像分割方法主要分以下幾類：基于閾值 的分割方法、基于區(qū)域的分割方法、基于邊緣的分割方法以及基于特定理論的分割方法等， 其中基于高斯_拉普拉斯算子的間斷檢測(cè)方法對(duì)于圖像的邊緣檢測(cè)具有普遍性，傳統(tǒng)的高 斯-拉普拉斯算子邊緣檢測(cè)主要針對(duì)二維圖像，對(duì)于三維圖像的邊緣分割則不能獲得理想 的效果，影響三維圖像的分割處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：構(gòu)建一種三維圖像的分割方法，克服現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)三 維圖像的邊緣分割效果不佳的技術(shù)問題。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種三維圖像的分割方法，步驟如下：
[0005] 變換圖像：設(shè)置三維圖像在空間直角坐標(biāo)系中三個(gè)面對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)三維坐 標(biāo)函數(shù)的拉普拉斯算子及所述標(biāo)準(zhǔn)差變換二維圖像的高斯函數(shù)為三維圖像的高斯函數(shù)；
[0006] 獲取拉普拉斯算子：對(duì)三維圖像高斯函數(shù)采用差分形式近似拉普拉斯二階微分運(yùn) 算，獲取改進(jìn)的三維圖像高斯函數(shù)的拉普拉斯算子；
[0007] 邊緣分割：根據(jù)每個(gè)面對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差的不同取值在圖像的邊緣處產(chǎn)生一個(gè)零交叉 點(diǎn)，根據(jù)所述零交叉點(diǎn)判斷每個(gè)邊緣像素的歸屬進(jìn)行圖像的分割。
[0008] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：對(duì)三維圖像的三個(gè)面進(jìn)行分割，當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的取 值大于另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的取值時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的拉普拉斯算子對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的平面的 特征變化反應(yīng)敏感，用標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的拉普拉斯算子檢測(cè)該平面的邊緣，然后進(jìn)行分割，以同 樣方法對(duì)其它面進(jìn)行分割。
[0009] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在變換圖像之前，還包括對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，即， 采用歸一化均值濾波對(duì)接收的三維圖像信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理。
[0010] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在變換圖像之前，包括產(chǎn)生圖像信號(hào)，所述圖像信號(hào) 為激光信號(hào)產(chǎn)生的連續(xù)太赫茲光信號(hào)，將連續(xù)太赫茲光信號(hào)變?yōu)槊}沖光。
[0011] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在進(jìn)行對(duì)三維圖像高斯函數(shù)進(jìn)行二階微分前，對(duì)三 維圖像的高斯函數(shù)進(jìn)行平滑濾波。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：構(gòu)建一種三維圖像的分割系統(tǒng)，包括變換圖像的圖像變換 模塊、獲取三維圖像高斯函數(shù)拉普拉斯算子的拉普拉斯算子獲取模塊、進(jìn)行三維圖像邊緣 分割的邊緣分割模塊，設(shè)置三維圖像在空間直角坐標(biāo)系中三個(gè)面對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，所述圖像 變換模塊根據(jù)三維坐標(biāo)函數(shù)的拉普拉斯算子及所述標(biāo)準(zhǔn)差變換二維圖像的高斯函數(shù)為三 維圖像的高斯函數(shù)，所述拉普拉斯算子獲取模塊對(duì)三維圖像高斯函數(shù)采用差分形式近似拉 普拉斯二階微分運(yùn)算，獲取改進(jìn)的三維圖像高斯函數(shù)的拉普拉斯算子，所述邊緣分割模塊 根據(jù)每個(gè)面對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差的不同取值在圖像的邊緣處產(chǎn)生一個(gè)零交叉點(diǎn)，根據(jù)所述零交叉點(diǎn) 判斷每個(gè)邊緣像素的歸屬進(jìn)行圖像的分割。
[0013] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：根據(jù)空間直角坐標(biāo)系中三個(gè)面對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差的不同 取值對(duì)三維圖像的三個(gè)面進(jìn)行分割，當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的取值大于另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的取值時(shí)， 該標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的拉普拉斯算子對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的平面的特征變化反應(yīng)敏感，用標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng) 的拉普拉斯算子檢測(cè)該平面的邊緣，然后進(jìn)行分割，以同樣方法對(duì)其它面進(jìn)行分割。
[0014] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在變換圖像之前，還包括對(duì)圖像進(jìn)行平滑處理，即， 采用歸一化均值濾波對(duì)接收的三維圖像信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理。
[0015] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在變換圖像之前，包括產(chǎn)生圖像信號(hào)，所述圖像信號(hào) 為激光信號(hào)產(chǎn)生的連續(xù)太赫茲光信號(hào)，將連續(xù)太赫茲光信號(hào)變?yōu)槊}沖光。
[0016] 本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：在進(jìn)行對(duì)三維圖像高斯函數(shù)進(jìn)行二階微分前，對(duì)三 維圖像的高斯函數(shù)進(jìn)行平滑濾波。
[0017] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：提供一種三維圖像的分割方法及系統(tǒng)，步驟如下：變換圖 像：設(shè)置三維圖像在空間直角坐標(biāo)系中三個(gè)面對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)三維坐標(biāo)函數(shù)的拉普拉 斯算子及所述標(biāo)準(zhǔn)差變換二維圖像的高斯函數(shù)為三維圖像的高斯函數(shù)；獲取拉普拉斯算 子：對(duì)三維圖像高斯函數(shù)采用差分形式近似拉普拉斯二階微分運(yùn)算，獲取改進(jìn)的三維圖像 高斯函數(shù)的拉普拉斯算子；邊緣分割：根據(jù)每個(gè)面對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差的不同取值在圖像的邊緣處 產(chǎn)生一個(gè)零交叉點(diǎn)，根據(jù)所述零交叉點(diǎn)判斷每個(gè)邊緣像素的歸屬進(jìn)行圖像的分割。本發(fā)明 一種三維圖像的分割方法及系統(tǒng)，針對(duì)三維成像中水平面和豎直面之間平滑程度不同的特 點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的高斯-拉普拉斯算子，不同于傳統(tǒng)高斯-拉普拉斯算子各向同性的特 點(diǎn)，改進(jìn)的算子在水平面和豎直面上對(duì)邊緣具有不同的檢測(cè)尺度，該算子可以將三維成像 的圖像中的人體背景與隱匿的危險(xiǎn)品自動(dòng)分割，對(duì)危險(xiǎn)品能夠準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行定位。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。
[0020] 本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】是：提供一種三維圖像的分割方法，步驟如下：
[0021] 基于高斯-拉普拉斯算子的間斷檢測(cè)方法對(duì)于圖像的邊緣進(jìn)行檢測(cè)，針對(duì)二維圖 像邊緣檢測(cè)的高斯-拉普拉斯算子如下：
[0022]對(duì)于連續(xù)函數(shù)f(x，y)，其拉普拉斯算子為：
[0023]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種=維圖像的分割方法，步驟如下： 變換圖像；設(shè)置=維圖像在空間直角坐標(biāo)系中=個(gè)面對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，根據(jù)=維坐標(biāo)函 數(shù)的拉普拉斯算子及所述標(biāo)準(zhǔn)差變換二維圖像的高斯函數(shù)為=維圖像的高斯函數(shù)； 獲取拉普拉斯算子；對(duì)=維圖像高斯函數(shù)采用差分形式近似拉普拉斯二階微分運(yùn)算， 獲取改進(jìn)的=維圖像高斯函數(shù)的拉普拉斯算子； 邊緣分割；根據(jù)每個(gè)面對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)差的不同取值在圖像的邊緣處產(chǎn)生一個(gè)零交叉點(diǎn)，根 據(jù)所述零交叉點(diǎn)判斷每個(gè)邊緣像素的歸屬進(jìn)行圖像的分割。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述=維圖像的分割方法，其特征在于，在邊緣分割時(shí)，當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 差的取值大于另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的取值時(shí)，用該標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的拉普拉斯算子檢測(cè)該方向的邊 緣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述=維圖像的分割方法，其特征在于，在變換圖像之前，還包括對(duì) 圖像進(jìn)行平滑處理，即，采用歸一化均值濾波對(duì)接收的=維圖像信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述=維圖像的分割方法，其特征在于，在變換圖像之前，包括產(chǎn)生 圖像信號(hào)，所述圖像信號(hào)為激光信號(hào)產(chǎn)生的連續(xù)太赫茲光信號(hào)，將連續(xù)太赫茲光信號(hào)變?yōu)?脈沖光。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述=維圖像的分割方法，其特征在于，在進(jìn)行對(duì)=維圖像高斯函 數(shù)進(jìn)行二階微分前，對(duì)=維圖像的高斯函數(shù)進(jìn)行平滑濾波。
6. -種=維圖像的分割系統(tǒng)，其特征在于，包括變換圖像的圖像變換模塊、獲取=維圖 像高斯函數(shù)拉普拉斯算子的拉普拉斯算子獲取模塊、進(jìn)行=維圖像邊緣分割的邊緣分割模 塊，設(shè)置=維圖像在空間直角坐標(biāo)系中=個(gè)面對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差，所述圖像變換模塊根據(jù)=維 坐標(biāo)函數(shù)的拉普拉斯算子及所述標(biāo)準(zhǔn)差變換二維圖像的高斯函數(shù)為=維圖像的高斯函數(shù)， 所述拉普拉斯算子獲取模塊對(duì)=維圖像高斯函數(shù)采用差分形式近似拉普拉斯二階微分運(yùn) 算，獲取改進(jìn)的=維圖像高斯函數(shù)的拉普拉斯算子，所述邊緣分割模塊根據(jù)每個(gè)面對(duì)應(yīng)標(biāo) 準(zhǔn)差的不同取值在圖像的邊緣處產(chǎn)生一個(gè)零交叉點(diǎn)，根據(jù)所述零交叉點(diǎn)判斷每個(gè)邊緣像素 的歸屬進(jìn)行圖像的分割。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述=維圖像的分割系統(tǒng)，其特征在于，在邊緣分割時(shí)，當(dāng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 差的取值大于另外兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的取值時(shí)，用該標(biāo)準(zhǔn)差對(duì)應(yīng)的拉普拉斯算子檢測(cè)該方向的邊 緣。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述=維圖像的分割系統(tǒng)，其特征在于，在變換圖像之前，還包括對(duì) 圖像進(jìn)行平滑處理，即，采用歸一化均值濾波對(duì)接收的=維圖像信號(hào)進(jìn)行濾波去噪處理。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述=維圖像的分割系統(tǒng)，其特征在于，在變換圖像之前，包括產(chǎn)生 圖像信號(hào)，所述圖像信號(hào)為激光信號(hào)產(chǎn)生的連續(xù)太赫茲光信號(hào)，將連續(xù)太赫茲光信號(hào)變?yōu)?脈沖光。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述=維圖像的分割系統(tǒng)，其特征在于，在進(jìn)行對(duì)=維圖像高斯函 數(shù)進(jìn)行二階微分前，對(duì)=維圖像的高斯函數(shù)進(jìn)行平滑濾波。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三維圖像的分割方法及系統(tǒng)，針對(duì)三維成像中水平面和豎直面之間平滑程度不同的特點(diǎn)，提出了一種改進(jìn)的高斯-拉普拉斯算子，不同于傳統(tǒng)高斯-拉普拉斯算子各向同性的特點(diǎn)，改進(jìn)的算子在水平面和豎直面上對(duì)邊緣具有不同的檢測(cè)尺度，該算子可以將三維成像的圖像中的人體背景與隱匿的危險(xiǎn)品自動(dòng)分割，對(duì)危險(xiǎn)品能夠準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行定位。
【IPC分類】G06T7-00, G06T17-00
【公開號(hào)】CN104574382
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410827804
【發(fā)明人】劉藝青
【申請(qǐng)人】深圳市一體太赫茲科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月25日