改进Canny算法的红外人脸图像边缘轮廓提取

作     者：王鑫刚 田军委 于亚琳 王沁 张杰 WANG Xin'gang;TIAN Junwei;YU Yalin;WANG Qin;ZHANG Jie

作者机构：西安工业大学机电工程学院陕西西安710021 西安工业大学光电工程学院陕西西安710021 内蒙古北方重工业集团有限公司内蒙古包头014030 

出 版 物：《应用光学》 (Journal of Applied Optics)

年 卷 期：2023年第44卷第1期

页      面：61-70页

学科分类：080901[工学-物理电子学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 081203[工学-计算机应用技术] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0803[工学-光学工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：陕西省科技厅重点研发计划(2022GY-068 2022GY-316) 

主　　题：红外人脸图像 边缘轮廓提取 Canny算法 引导滤波 OTSU算法 

摘      要：红外人脸图像的边缘轮廓特征对于红外人脸检测、识别等相关应用具有重要价值。针对红外人脸图像边缘轮廓提取时存在伪边缘的问题,提出了一种改进Canny算法的红外人脸图像边缘轮廓提取方法。首先通过对引导滤波算法引入“动态阈值约束因子替换原始算法中的高斯滤波,解决了原始算法滤波处理不均匀和造成红外人脸图像弱边缘特征丢失的弊端;接着对原始算法的非极大值抑制进行了改进,在原始计算梯度方向的基础上又增加了4个梯度方向,使得非极大值抑制的插值较原始算法更加精细;最后改进OTSU(大津)算法,构造灰度-梯度映射函数确定最佳阈值,解决了原始算法人为经验确定阈值的局限性。实验结果表明:提出的改进Canny算法的红外人脸轮廓提取方法滤波后的图像,相较于原始Canny算法滤波处理,信噪比性能提升了34.40%,结构相似度性能提升了21.66%;最终的红外人脸边缘轮廓提取实验的优质系数值高于对比实验的其他方法,证明改进后的算法对于红外人脸图像边缘轮廓提取具有优越性。