图像边缘检测技在引水压力钢管裂纹检测中的应用研究.pdf

图像边缘检测技术在引水压力钢管裂纹检测中的应用研究 摘 要 边缘是图像的最基本特征，包含了图像大部分信息，而边缘检测是图 像分析和理解的关键步骤，是目标识别与参数量化的重要基础。本论文结 合具体的项目“大型引水压力钢管安全检测机器人”，研究了图像边缘检 测技术以及在实际系统中的应用。主要内容有： 1. 论述了噪声的基础理论，分析对比了图像预处理算法。概述了边缘 的定义及分类，介绍了经典的和新的边缘检测算法。经典的边缘检测算法 是根据图像灰度的一阶导数在边缘处存在极值，二阶导数在边缘处零交叉 特性来检测边缘，并以具体图片为实例，将经典的边缘检测算法进行了仿 真实验，分析对比了各算法的优缺点。 2. 针对经典的 Sobel 边缘检测算子存在边缘定位精度不高和对噪声敏 感等缺点，提出了一种改进算法。首先增加 6 个方向模板，提高定位精度； 其次，对于使用 8 方向模板检测的图像运用迭代阈值分割算法进行二值化 处理，去除伪边缘；最后，利用形态学膨胀算法连接钢管裂纹。 3. 分析了钢管缺陷视觉检测系统的总体方案，并搭建了系统硬件平 台，将本文所提出的边缘检测算法移值到硬件系统进行实验，分析系统产 生的误差。 关键词： 图像滤波；边缘检测；sobel 算子；迭代阈值；形态学膨胀 IV Research on Edge Detection Technology Applying in The Crack Detection of Water Pressure Pipe Abstract Edge is the most basic features of image,containing a majority of information of image,edge detection is a critical step for image analysis and understanding,and is important base of target identification and parameters quantification. Incorporating the specific project of “The large water pressure steel pipe safety inspection robot“,the thesis concentrates on image edge detection technique research and its application.The main contents include: 1. To review the fundamental theory of noise,and analyze and compare the image preprocessing algorithm. To outline the basic concept of edge and its classification,and describe classical and new edge detection algorithm. Classical edge detection algorithm is to detect on the basis of the feature of the first derivative of image intensity existing extremum at the edge ,and the second derivative zero-crossing at the edge. To use a concrete picture as an example, these ed