电子学报 ›› 2016, Vol. 44 ›› Issue (6): 1285-1293.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2016.06.004

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矢量对偶形态学算子

雷涛1,3, 张艳宁1, 樊养余2, 王小鹏3, 王履程3   

  1. 1. 西北工业大学计算机学院, 陕西西安 710129;
    2. 西北工业大学电子信息学院, 陕西西安 710129;
    3. 兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃兰州 730070
  • 收稿日期:2013-12-30 修回日期:2014-03-19 出版日期:2016-06-25 发布日期:2016-06-25
  • 作者简介:雷涛 男,1981年11月出生,陕西大荔人.2011年获西北工业大学电子信息学院信息与通信工程专业博士学位.现为西北工业大学电子信息学院电子科学与技术专业博士后,兰州交通大学电子与信息工程学院副教授,主要从事图像处理、模式识别、计算机视觉等方面的研究工作.E-mail:leitao@mail.lzjtu.cn;樊养余 男,1960年出生,陕西蓝田人.1999年获西北工业大学航海学院水下声学信号处理专业博士学位,现为西北工业大学电子信息学院教授,博士生导师,主要从事图像处理、模式识别、虚拟现实等方面的研究工作.E-mail:fan_yangyu@sina.com;王小鹏 男,1969年出生,甘肃正宁人.2005年获西北工业大学信号与信息处理专业博士学位.现为兰州交通大学电子与信息工程学院教授,主要从事图像处理、模式识别方面的研究工作.E-mail:wangxiaopeng@mail.lzjtu.cn;王履程 男,1978年12月出生,甘肃皋兰人.2005年获兰州交通大学通信与信息系统硕士学位.现为西安电子科技大学电子工程学院模式识别与智能系统专业博士生,兰州交通大学讲师,主要从事数字图像处理、模式识别、机器视觉等方面的研究工作.E-mail:wanglc@mail.lzjtu.cn
  • 基金资助:

    国家自然科学基金(No.61461025,No.61202314,No.61261209,No.61402371);中国博士后科学基金(No.2012M521801);中国博士后特别资助(No.2014T70937)

Vector Dual Morphological Operators

LEI Tao1,3, ZHANG Yan-ning1, FAN Yang-yu2, WANG Xiao-peng3, WANG Lü-cheng3   

  1. 1. School of Computer Science, Northwestern Polytechnical University, Xi'an, Shaanxi 710072, China;
    2. School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnical University, Xi'an, Shaanxi 710072, China;
    3. School of Electronic and Information Engineering, Lanzhou Jiaotong Univesity, Lanzhou, Gansu 730070, China
  • Received:2013-12-30 Revised:2014-03-19 Online:2016-06-25 Published:2016-06-25

摘要:

对偶性是形态学算子的重要性质之一,且具有重要应用.现有的矢量形态学算子均难以满足对偶性,从而限制了矢量数学形态学理论的发展及应用.为了解决该问题,研究了现有矢量形态学算子的性质,发现彩色空间和矢量排序算法是导致矢量形态学算子难以满足对偶性的两个关键因素.通过选用对称彩色空间,利用矢量对称距离实现了具有对偶特性的矢量形态学算子.为了验证矢量对偶形态学算子的性能,给出了满足对偶特性的矢量形态学滤波及梯度算子,并将其应用到彩色图像滤波及边缘检测中.实验结果表明,矢量对偶形态学算子较传统的矢量形态学算子具有更好的对称性,对噪声条件下的图像进行滤波及边缘检测,均获得了更好的处理效果.

关键词: 数学形态学, 矢量形态学算子, 彩色图像处理, 对偶性

Abstract:

Duality is one of the most important properties of morphological operators, and it has important applications in image processing.Since the existing vector morphological operators are unable to meet the duality, it is difficult to develop vector morphological theory and applications.In order to address the issue, we studied the properties of the existing vector morphological operators, and then found color spaces and vector ordering algorithms are two important factors which directly determine whether vector morphological operators are dual or not.In this paper, the symmetric color space and the symmetric vector distance are chosen and used to define the novel vector morphological operators with duality.Moreover, the novel vector morphological filters, gradient operators are also proposed and applied to color image corrupted by noise.Experimental results show that the proposed vector morphological operators can provide better results than the existing approaches for color image filtering and edge detection.

Key words: mathematical morphology, vector morphological operators, color image processing duality

中图分类号: