第２７卷第４期 ２０１３年１２月 黑龙江工程学院学报（自然科学版） Ｖｏ１．２７。Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．，２０１３ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 基于相位一致模型的边缘检测 邵恒 ，陈彬彬 （１．江苏省测绘工程院空间信息技术研究中心数字城市部，江苏南京２１００１３；２．南京智润华信息科技有限公司，江苏南京２１００１２） 摘要：边缘检测在图像处理和理解中占有重要地位，传统的边缘检测是基于梯度算子，而相位一致方法是基于傅 里叶变换理论的一种图像特征检测方法。其原理是指图像特征总发生在相位的最大叠合处。通过计算局部能量， 来度量其图像各个位置的相位一致值。利用ｌｏｇ Ｇａｂｏｒ滤波器组实现相位一致模型。为了检验相位一致模型在边 缘检测中的有效性，利用该方法对工业图像和遥感图像进行边缘检测实验，并将该方法与ｃａｎｎｙ算子和ｓｏｂｅｌ算子进 行对比分析。结果表明相位一致方法可以有效地提取边缘特征。 关键词：相位一致；ｌｏｇ Ｇａｂｏｒ；局部能量；边缘检测 中图分类号：ＴＰ７５１．１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—４６７９（２０１３）０４—００２２—０３ Ｉｍａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｈａｓｅ ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｙ ｍｏｄｅｌ ＳＨＡＯ Ｈｅｎｇ ．ＣＨＥＮ Ｂｉｎ—ｂｉｎ （１．Ｓｐａｔｉａｌ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｓｕｒｖｅｙｉｎｇ＆Ｍａｐｐｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１３。 Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｓｍａｒｔ Ｈｙｄｒｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００１２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ ｐｈａｓｅ ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｙ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ ｆｒｏｍ Ｆｏｕｒｉｅｒ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｏｎ ｐｈａｓｅ ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｙ ｉｓ ｔｈａｔ ｉｍａｇｅ ｅｄｇｅｓ ａｌｗａｙｓ ｏｃｃｕｒ ａｔ ｐｏｉｎｔｓ ｗｈｅｒｅ ｔｈｅ ｐｈａｓｅｓ ｏｆ ｈａｒｍｏｎｉｃ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｃｏｍｅ ｔｏ ｔｈｅ ｍａｘｉｍｕｍ ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｙ．Ｔｈｅ ｅｄｇｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｂｙ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｍｏｄｅ１．Ｔｈｅ ｌｏｇ Ｇａｂｏｒ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｉｍａｇｅ ｅｄｇｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｃａｎｎｙ ａｎｄ ｓｏｂｅｌ ｏｐｅｒａｔｏｒｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｏｆ Ｐｈａｓｅ Ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｙ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｉｍａｇｅ ａｎｄ ｒｅｍｏｔｅｌｙ—ｓｅｎｓｅｄ ｉｍａｇｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ｉｍａｇｅ ｅｄｇｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｐｈａｓｅ ｃｏｎｇｒｕｅｎｃｙ；ｌｏｇ Ｇａｂｏｒ；ｌｏｃａｌ ｅｎｅｒｇｙ；ｉｍａｇｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ 图像边缘的检测是图像理解中的关键部分，边 缘特征包含了大量的图像信息。在此领域，学者们 提出了一系列的边缘检测算子，如Ｒｏｂｅｒｔｓ算子、 １相位一致性原理 相位一致性原理：人类视觉所感知的图像特征 总发生在图像各谐波分量的最大叠合处。以一维 Ｐｒｅｗｉｔｔ算子、Ｓｏｂｅｌ算子。为了减少图像噪声， Ｃａｎｎｙ通过双阈值法来优化检测结果。该类方法对 于图像灰度级依赖度高。此外，还有基于小波域、 神经网络和水平集的边缘检测方法。 Ｍｏｒｒｏｎｅ提出了相位一致性原理。Ｍｏｒｒｏｎｅ借 助一维希尔伯特变换来构建相位一致模型，从而实 现边缘检测。其后，Ｋｏｖｅｓｉ以Ｉ ｏｇ Ｇａｂｏｒ滤波器代 替希尔伯特变换。近年来相位一致模型被应用于 多个领域，如遥感、医学图像处理等领域。 收稿日期：２０１２－１２ １７ 信号为例，信号Ｆ（ｚ）可以表示为一系列的傅里叶序 列，其表达式为 Ｆ（ｚ）一∑ｎ ｓｉｎ（ｍ＂＋≯ ）＝∑ｎ ｓｉｎ（￣ （ ））． （１） 式中：ａ ，ｚ， 分别为 次谐波的幅值、角频率和 初相。 局部能量函数定义为 Ｅ（ｚ）一￣／Ｆ （ｚ）＋Ｈ （ｚ）． （２） 作者简介：邵恒（１９８４），男，助理工程师，研究方向：数字城市地 理空间框架建设． 式中：Ｆ（ｚ）为信号，（ｚ）去除直流分量后的函数， Ｈ（１ｚ）为Ｆ（ ）的Ｈｉｌｂｅｒｔ变换。
