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基于matlab的图像边缘检测原理及应用.doc
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2022-10-19
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基于matlab的图像边缘检测原理及应用.doc
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基于 matlab 的图像边缘检测原理及应用
目录
一.前 言
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二.边 缘 检 测 的 与 提 取
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1.边 缘 检 测 的 定 义
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2.图像边缘检测算法的研究内容-----——--
3.边 缘 检 测 算 子
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3 。 1 。 Sobel 算 子
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基于 matlab 的图像边缘检测原理及应用
3.2 。 Canny 算 子
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4.基于 Matlab 的实验结果与分析---——---—
三 . 图 像 边 缘 检 测 的 应 用
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一.前言
在实际图像边缘检测问题中,图像的边缘作为图像的一种基本特征,经常被应用
到较高层次的图像应用中去。它在图像识别,图像分割,图像增强以及图像压缩等
的领域中有较为广泛的应用,也是它们的基础。
图像边缘是图像最基本的特征之一,往往携带着一幅图像的大部分信息。而边
缘存在于图像的不规则结构和不平稳现象中,也即存在于信号的突变点处,这些点
给出了图像轮廓的位置,这些轮廓常常是我们在图像边缘检测时所需要的非常重要
的一些特征条件,这就需要我们对一幅图像检测并提取出它的边缘。而边缘检测算
法则是图像边缘检测问题中经典技术难题之一,它的解决对于我们进行高层次的特
征描述、识别和理解等有着重大的影响;又由于边缘检测在许多方面都有着非常重
要的使用价值,所以人们一直在致力于研究和解决如何构造出具有良好性质及好的
效果的边缘检测算子的问题.
基于 matlab 的图像边缘检测原理及应用
该课程设计具体考察了两种最常用的边缘检测算子并运用MATLAB 进行图像处理比较。
二.边缘检测于算子
1。边缘检测的定义
图像边缘是图像最基本的特征,边缘在图像分析中起着重要的
用。所谓边缘(edge)是指图像局部特征的不连续性.灰度或结构
信息的突变称为边缘,例如:灰度级的突变、颜色的突变、纹理结
的突变。边缘是一个区域的结束,也是另一个区域的开始,利用该
征可以分割图像。
当人们看一个有边缘 的物体时,首先感觉到的便是边缘,如
基于 matlab 的图像边缘检测原理及应用
一条理想的边缘应该具有如图 2.1(a) 所示模型的特性。每个像素
都处在灰度级跃变的一个垂直的台阶上(例如图形中所示的水平线通
过图像的灰度剖面图)。
而实际上,诸如图像采集系统的性能、采样频率和获得图像的照
明条件等因素的影响,得到的边缘往往是模糊的,边缘被模拟成具有
“斜坡面"的剖面,如图 2.1(b) 所示,在这个模型中不再有细线(宽
为一个像素的线条),而是出现了边缘的点包含斜坡中任意点的情况。
由此可以看到:模糊的边缘使边缘的“宽度"较大,面清晰的边缘使
边缘的宽度较小。
图像的边缘有方向的幅度两个属性,沿边缘方向像素变化平缓,
垂直于边缘方向像素变化剧烈。边缘上的这种变化可以用微分算子检
测出来,通常用一阶导数或二阶导数来检测边缘,不同的是一阶导数
认为最大值对应边缘位置,而二阶导数以过零点对应边缘位置。实际上,对于图像
中的任意方向上的边缘都可以进行类似的分析。图像边
缘检测中对任意点的一阶导数可以利用该点梯度的幅度来获得,二阶
导数可以用拉普拉斯算子得到。
基于 matlab 的图像边缘检测原理及应用
2。图像边缘检测算法的研究内容
图像边缘检测和分析可定义为应用一系列方法获取、校正、增强、变换、检测
或压缩可视图像的技术。其目的是提高信息的相对质量,以便提取有用信息。图像
边缘检测中的变换属于图像输入-图像输出模式,图像边缘检测是一种超越具体应
用的过程,任何为解决某一特殊问题而开发的图像边缘检测新技术或新方法,几乎
肯定都能找到其他完全不同的应用领域。
图像边缘检测的主要研究内容包括:
(1) 图像获得和抽样,其中通过人眼观察的视野获取图像的问题有:最常用
的图像获取装置——电视(TV)摄像机问题,对所获得信号进行独立的采样和数字
化就可用数字形式表达景物中全部彩色内容;电荷-耦合装置,用作图像传感器,对
景物每次扫描一行,或通过平行扫描获得图像;选择正确的分辨力或采样密度,一
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