一種三維太赫茲圖像的圖像分割方法及系統的製作方法
2023-08-05 02:57:11 3
一種三維太赫茲圖像的圖像分割方法及系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種三維太赫茲圖像的分割方法及系統，針對三維太赫茲成像中水平面和豎直面之間平滑程度不同的特點，提出了一種改進的高斯-拉普拉斯算子，不同於傳統高斯-拉普拉斯算子各向同性的特點，改進的算子在水平面和豎直面上對邊緣具有不同的檢測尺度，該算子可以將太赫茲三維成像的圖像中的人體背景與隱匿的危險品自動分割，對危險品能夠準確、快速地進行定位，使太赫茲成像技術滿足實際應用的需求。
【專利說明】一種三維太赫茲圖像的圖像分割方法及系統
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種圖像分割方法及系統，尤其涉及一種三維太赫茲圖像的圖像分割 方法及系統。
【背景技術】
[0002] 邊緣是圖像的一個基本特徵，識別出圖像中的邊緣信息就是識別圖像中目標的最 有效手段之一，圖像分割是指將圖像分成各具特性的區域並提取出感興趣目標的技術和過 程，是由圖像處理到圖像分析的關鍵步驟。現有的圖像分割方法主要分以下幾類：基於閾值 的分割方法、基於區域的分割方法、基於邊緣的分割方法以及基於特定理論的分割方法等， 其中基於高斯-拉普拉斯算子的間斷檢測方法對於圖像的邊緣檢測具有普遍性，傳統的高 斯-拉普拉斯算子邊緣檢測主要針對二維圖像，對於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。
【發明內容】
[0003] 本發明解決的技術問題是：構建一種三維太赫茲圖像的分割方法，克服現有技術 針對三維圖像的邊緣分割效果不佳的技術問題。
[0004] 本發明的技術方案是：提供一種三維太赫茲圖像的分割方法，步驟如下：
[0005] 變換圖像：設置三維太赫茲圖像在空間直角坐標系中三個面對應的標準差，根據 三維坐標函數的拉普拉斯算子及所述標準差變換二維圖像的高斯函數為三維太赫茲圖像 的尚斯函數；
[0006] 獲取拉普拉斯算子：對三維太赫茲圖像高斯函數採用差分形式近似拉普拉斯二階 微分運算，獲取改進的三維太赫茲圖像高斯函數的拉普拉斯算子；
[0007] 邊緣分割：根據每個面對應標準差的不同取值在圖像的邊緣處產生一個零交叉 點，根據所述零交叉點判斷每個邊緣像素的歸屬進行圖像的分割。
[0008] 本發明的進一步技術方案是：對三維太赫茲圖像的三個面進行分割，當一個標準 差的取值大於另外兩個標準差的取值時，該標準差對應的拉普拉斯算子對該標準差對應的 平面的特徵變化反應敏感，用標準差對應的拉普拉斯算子檢測該平面的邊緣，然後進行分 害J，以同樣方法對其它面進行分割。
[0009] 本發明的進一步技術方案是：在變換圖像之前，還包括對圖像進行平滑處理，即， 採用歸一化均值濾波對接收的三維太赫茲圖像信號進行濾波去噪處理。
[0010] 本發明的進一步技術方案是：在變換圖像之前，包括產生圖像信號，所述圖像信號 為雷射信號產生的連續太赫茲光信號，將連續太赫茲光信號變為脈衝光。
[0011] 本發明的進一步技術方案是：在進行對三維太赫茲圖像高斯函數進行二階微分 前，對三維太赫茲圖像的高斯函數進行平滑濾波。
[0012] 本發明的技術方案是：構建一種三維太赫茲圖像的分割系統，包括變換圖像的圖 像變換模塊、獲取三維太赫茲圖像高斯函數拉普拉斯算子的拉普拉斯算子獲取模塊、進行 三維太赫茲圖像邊緣分割的邊緣分割模塊，設置三維太赫茲圖像在空間直角坐標系中三個 面對應的標準差，所述圖像變換模塊根據三維坐標函數的拉普拉斯算子及所述標準差變換 二維圖像的高斯函數為三維太赫茲圖像的高斯函數，所述拉普拉斯算子獲取模塊對三維太 赫茲圖像高斯函數採用差分形式近似拉普拉斯二階微分運算，獲取改進的三維太赫茲圖像 高斯函數的拉普拉斯算子，所述邊緣分割模塊根據每個面對應標準差的不同取值在圖像的 邊緣處產生一個零交叉點，根據所述零交叉點判斷每個邊緣像素的歸屬進行圖像的分割。
[0013] 本發明的進一步技術方案是：根據空間直角坐標系中三個面對應的標準差的不同 取值對三維太赫茲圖像的三個面進行分割，當一個標準差的取值大於另外兩個標準差的取 值時，該標準差對應的拉普拉斯算子對該標準差對應的平面的特徵變化反應敏感，用標準 差對應的拉普拉斯算子檢測該平面的邊緣，然後進行分割，以同樣方法對其它面進行分割。
[0014] 本發明的進一步技術方案是：在變換圖像之前，還包括對圖像進行平滑處理，即， 採用歸一化均值濾波對接收的三維太赫茲圖像信號進行濾波去噪處理。
[0015] 本發明的進一步技術方案是：在變換圖像之前，包括產生圖像信號，所述圖像信號 為雷射信號產生的連續太赫茲光信號，將連續太赫茲光信號變為脈衝光。
[0016] 本發明的進一步技術方案是：在進行對三維太赫茲圖像高斯函數進行二階微分 前，對三維太赫茲圖像的高斯函數進行平滑濾波。
[0017] 本發明的技術效果是：提供一種三維太赫茲圖像的分割方法及系統，步驟如下： 變換圖像：設置三維太赫茲圖像在空間直角坐標系中三個面對應的標準差，根據三維坐標 函數的拉普拉斯算子及所述標準差變換二維圖像的高斯函數為三維太赫茲圖像的高斯函 數；獲取拉普拉斯算子：對三維太赫茲圖像高斯函數採用差分形式近似拉普拉斯二階微分 運算，獲取改進的三維太赫茲圖像高斯函數的拉普拉斯算子；邊緣分割：根據每個面對應 標準差的不同取值在圖像的邊緣處產生一個零交叉點，根據所述零交叉點判斷每個邊緣像 素的歸屬進行圖像的分割。本發明一種三維太赫茲圖像的分割方法及系統，針對三維太赫 茲成像中水平面和豎直面之間平滑程度不同的特點，提出了一種改進的高斯-拉普拉斯算 子，不同於傳統高斯-拉普拉斯算子各向同性的特點，改進的算子在水平面和豎直面上對 邊緣具有不同的檢測尺度，該算子可以將太赫茲三維成像的圖像中的人體背景與隱匿的危 險品自動分割，對危險品能夠準確、快速地進行定位，使太赫茲成像技術滿足實際應用的需 求。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019] 下面結合具體實施例，對本發明技術方案進一步說明。
[0020] 本發明的【具體實施方式】是：提供一種三維太赫茲圖像的分割方法，步驟如下：
[0021] 基於高斯-拉普拉斯算子的間斷檢測方法對於圖像的邊緣進行檢測，針對二維圖 像邊緣檢測的高斯-拉普拉斯算子如下：
[0022] 對於連續函數f (X，y)，其拉普拉斯算子為：
[0023]
【權利要求】
1. 一種三維太赫茲圖像的分割方法，步驟如下： 變換圖像：設置三維太赫茲圖像在空間直角坐標系中三個面對應的標準差，根據三維 坐標函數的拉普拉斯算子及所述標準差變換二維圖像的高斯函數為三維太赫茲圖像的高 斯函數； 獲取拉普拉斯算子：對三維太赫茲圖像高斯函數採用差分形式近似拉普拉斯二階微分 運算，獲取改進的三維太赫茲圖像高斯函數的拉普拉斯算子； 邊緣分割：根據每個面對應標準差的不同取值在圖像的邊緣處產生一個零交叉點，根 據所述零交叉點判斷每個邊緣像素的歸屬進行圖像的分割。
2. 根據權利要求1所述三維太赫茲圖像的分割方法，其特徵在於，在邊緣分割時，當一 個標準差的取值大於另外兩個標準差的取值時，用該標準差對應的拉普拉斯算子檢測該方 向的邊緣。
3. 根據權利要求1所述三維太赫茲圖像的分割方法，其特徵在於，在變換圖像之前，還 包括對圖像進行平滑處理，即，採用歸一化均值濾波對接收的三維太赫茲圖像信號進行濾 波去噪處理。
4. 根據權利要求1所述三維太赫茲圖像的分割方法，其特徵在於，在變換圖像之前，包 括產生圖像信號，所述圖像信號為雷射信號產生的連續太赫茲光信號，將連續太赫茲光信 號變為脈衝光。
5. 根據權利要求1所述三維太赫茲圖像的分割方法，其特徵在於，在進行對三維太赫 茲圖像高斯函數進行二階微分前，對三維太赫茲圖像的高斯函數進行平滑濾波。
6. -種三維太赫茲圖像的分割系統，其特徵在於，包括變換圖像的圖像變換模塊、獲取 三維太赫茲圖像高斯函數拉普拉斯算子的拉普拉斯算子獲取模塊、進行三維太赫茲圖像邊 緣分割的邊緣分割模塊，設置三維太赫茲圖像在空間直角坐標系中三個面對應的標準差， 所述圖像變換模塊根據三維坐標函數的拉普拉斯算子及所述標準差變換二維圖像的高斯 函數為三維太赫茲圖像的高斯函數，所述拉普拉斯算子獲取模塊對三維太赫茲圖像高斯函 數採用差分形式近似拉普拉斯二階微分運算，獲取改進的三維太赫茲圖像高斯函數的拉普 拉斯算子，所述邊緣分割模塊根據每個面對應標準差的不同取值在圖像的邊緣處產生一個 零交叉點，根據所述零交叉點判斷每個邊緣像素的歸屬進行圖像的分割。
7. 根據權利要求6所述三維太赫茲圖像的分割系統，其特徵在於，在邊緣分割時，當一 個標準差的取值大於另外兩個標準差的取值時，用該標準差對應的拉普拉斯算子檢測該方 向的邊緣。
8. 根據權利要求6所述三維太赫茲圖像的分割系統，其特徵在於，在變換圖像之前，還 包括對圖像進行平滑處理，即，採用歸一化均值濾波對接收的三維太赫茲圖像信號進行濾 波去噪處理。
9. 根據權利要求1所述三維太赫茲圖像的分割系統，其特徵在於，在變換圖像之前，包 括產生圖像信號，所述圖像信號為雷射信號產生的連續太赫茲光信號，將連續太赫茲光信 號變為脈衝光。
10. 根據權利要求1所述三維太赫茲圖像的分割系統，其特徵在於，在進行對三維太赫 茲圖像高斯函數進行二階微分前，對三維太赫茲圖像的高斯函數進行平滑濾波。
【文檔編號】G06T7/00GK104517295SQ201410830978
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年12月25日 優先權日:2014年12月25日
【發明者】劉藝青 申請人:深圳市一體太赫茲科技有限公司