结合双视通路与尺度信息融合的轮廓检测方法

作     者：杜仕荣 范影乐 蔡哲飞 房涛 Du Shirong;Fan Yingle;Cai Zhefei;Fang Tao

作者机构：杭州电子科技大学模式识别与图像处理实验室杭州310018 杭州电子科技大学电子信息学院杭州310018 

基　　金：浙江大学计算机辅助设计与图形系统全国重点实验室开放课题项目(A2330) 

出 版 物：《中国图象图形学报》 (Journal of Image and Graphics)

年 卷 期：2024年第29卷第12期

页      码：3657-3669页

摘      要：目的考虑到图像信息在视觉通路中的表征是多尺度的,为了实现自然场景下多对比度分布图像的轮廓检测任务,提出了一种基于双视通路尺度信息融合的轮廓检测新方法。方法首先构建对亮度信息敏感和对颜色信息敏感的大细胞(M)、小细胞(P)并行通路,构建不同尺度的感受野模拟神经节细胞对刺激的模糊和精细感知,使用亮度对比度和色差信息指导不同尺度感受野响应的自适应融合,使其能够充分提取亮度轮廓和颜色轮廓。其次结合外膝体(lateral geniculate nucleus,LGN)多尺度方向差异编码与多尺度朝向选择性抑制方法,构建显著轮廓提取模型,实现轮廓区域的增强以及背景纹理的抑制。最后将加工后的亮度轮廓和颜色轮廓前馈至初级视皮层(V1)区,构建双通道响应权重调节模型整合M、P通路所得信息,进一步丰富轮廓。结果本文使用BSDS500(berkeley segmentation data set)图像库和NYUD(New York University-depth)图像库对提出的算法进行验证,其中在BSDS500图像库的最优平均准确率(average precision,AP)指标为0.74,相对于SCSI(subfield-based center-surround inhibition)、BAR(bilateral asymmetric receptive)和SED(surround-modulated edge detection)等基于生物视觉机制的检测方法有4%~13%的提升,所得结果轮廓图也更为连续、准确。结论本文利用M、P双通路机制以及亮度信息和颜色信息在前端视觉通路中的编码过程实现轮廓信息的加工与提取,可以有效实现自然图像的轮廓检测,尤其是对于图像中的细微轮廓边缘的检测,也为研究更高级皮层中视觉信息机制提供新的思路。

主 题 词：轮廓检测 双视通路 多尺度 自适应融合 方向差异 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.11834/jig.230761

馆 藏 号：203156279...