基于+Matlab+的数字图像边缘检测算法研究.doc

基于 Matlab 的数字图像边缘检测算法研究 目录 引言…… 3 1 基于一阶微分的边缘检测算法 …… 7 1.1 Roberts 算子 …… 7 1.2 Prewitt 算子 …… 8 1.3 Kirsch 算子 …… 8 2基于二阶微分的边缘检测算法 …… 10 2.1 Laplacian 算子 …… 10 2.2 LoG 算子 …… 12 2.3 Canny 算子 …… 15 3最佳 Sobel 边缘检测方法…… 18 3.1 Sobel 图像边缘检测方法 …… 18 3.2改进的 Sobel 边缘检测方法 …… 18 3.3 Sobel 算子的最佳阈值选取 …… 19 4基于 Matlab 的实验结果与分析…… 22 4.1 Matlab 简介 …… 22 4.2一阶微分算法的实验结果与分析 …… 25 4.3二阶微分算法的实验结果与分析 …… 30 4.4最佳 Sobel 边缘检测算法的实验结果与分析 …… 35 结论…… 40 致谢…… 42 参考文献 …… 43 附录 源程序清单…… 45 摘要 在实际图像处理问题中,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. 边缘检测是图像处理与分析中最基础的内容之一,也是至今仍没有得到 圆满解决的一类问题.图像的边缘包含了图像的位置,轮廓等特征,是图像 的基本特征之一,广泛地应用于特征描述,图像分割,图像增强,图像复原, 模式识别,图像压缩等图像分析和处理中.因此,图像边缘和轮廓特征的检 测与提取方法,一直是图像处理与分析技术中的研究热点,新理论,新方法 不断涌现. 本文研究了一些边缘检测算法, 包括传统的 Roberts, Sobel, Prewitt, LoG, Canny,Kirsch 等算法.经典边缘检测方法的抗噪声性能都较差,解决该问题 的主要方法就是设置阈值,把得到的图像高频部分与阈值相比较以达到去噪 的目的,所以阈值的选取显得尤为重要.传统方法中的阈值都是通过实验确 定的,没有统一的阈值选取方法.本文利用边缘的最大后验概率估计,介绍 一种新的边缘估计方法,从理论上说明了怎样选取最佳阈值.文章中关于这 些方法都有较详细的介绍, 以及算法的实现步骤. 对算法均进行了仿真实验. 论文的主要目的是进行图像边缘检测算法性能比较的研究.实验结果表 明,本文的算法比较可以为图像处理的后续环节提供一些有益的参考. 关键词: 边缘检测; 图像处理; Matlab; Sobel; 检测算法 Abstract In image processing, as a basic characteristic, the edge of the image, which is widely used in the recognition, segmentation, intensification and compress of the image, is often applied to high-level domain. Edge detection is one of the most fundamentals in image processing and analyzing, which is still unsolved. Images edges include images features such as position and outline, which belong to the fundamental features. Edge detection is widely used in image analysis and processing such as feature description, image segmentation, image enhancement, pattern recognition and image compression etc, so Edge Detection and extract of outline figure are the research hotspot in the technology of image processing and analysis all, on which the new theory and methods are put forward constantly. Some edge detection algorithms are researched, including Roberts, Sobel, Prewitt