太赫兹成像三维块匹配自适应Canny边缘检测算法

作     者：於康杰 方波 李剑敏 王震 蔡晋辉 邬佳璐 何正龙 YU Kangjie;FANG Bo;LI Jianmin;WANG Zhen;CAI Jinhui;WU Jialu;HE Zhenglong

作者机构：中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州330018 北方光电集团有限公司陕西西安710000 杭州大华仪器制造有限公司浙江杭州311400 

出 版 物：《量子电子学报》 (Chinese Journal of Quantum Electronics)

年 卷 期：2023年第40卷第4期

页      面：458-468页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家重点研发计划重大科学仪器设备开发专项课题(2018YFF01013005) 

主　　题：图像处理 太赫兹成像 三维块匹配 Canny算法 边缘检测 

摘      要：针对传统Canny算子在滤波时会模糊边缘且需要人工设置高低阈值的缺点,提出了一种基于三维块匹配的改进自适应阈值Canny边缘检测算法,并用于太赫兹三维层析成像。该算法一方面对滤波方法进行了改进,用三维块匹配(BM3D)滤波算法结合引导滤波算法代替高斯滤波算法以减少图像边缘信息的丢失;另一方面,针对传统人工设定阈值的不确定性,将梯度图进行块匹配后对三维图像块组使用最大类间方差法(OTSU)以自适应确定高低阈值。最后利用该算法对含有噪声的图像进行边缘检测处理,发现在高斯噪声方差为20时滤波后的峰值信噪比(PSNR)从22.202提升至27.151,验证了该算法去除噪声的有效性。三维块匹配改进自适应阈值Canny边缘检测算法(BM-OTSU-Canny)减少了错误边缘的数量,同时保留了连接性较好的边缘点,改善了边缘细节信息的提取效果。