图像边缘检测研究进展-高朝阳

0，、、、，。，，、，。、，。，，，。，、。，，。，，，，。，。；；；TP391.4A1000-7857（2010）20-0112-061，1，21.，1500272.，150001AdvancesinResearchonEdgeDetectionofImages：2010-01-25；：2010-09-12：（GZ08A109）；（11541323）：，，，：[e-mail]；（），，，：[e-mail]1,ZHANGTaifa1,QUYanan21.SchoolofScience,HeilongjiangInstituteofScienceandTechnology,Harbin150027,China2.HarbinRadioandTVUniversity,Harbin150001,ChinaAbstractTheimageedgeisoneofthemostfundamentalandsignificantfeaturesoftheimage.Theedgecontainsagreatdealofusefulinformationonimportantcontoursandlocationsandofferspeopleimportantparameterstodescribeandrecognizeobjectsintheimage.Edgedetectionisoneofthemostbasicoperationsinimageprocessing,imageanalysis,andcomputervision.Itisoneofthebasicmethodsforpatternrecognitionandimageinformationextraction.Researchonedgedetectionhasalonghistory,andtherehavebeenmanyalgorithmsproposedforit.However,allofthemethodsforedgedetectionstillhavesomedrawbacksandcannotdetecttheoptimaledgesinsomecases.Itisdifficulttodevelopageneralmethodforedgedetection.Edgedetectionisastudyhotspotinthefieldofimageprocessing.Newfeasibletheoryandmethodsareproposedeveryday.Themainresearchmethodsforthestudyofedgedetectionaretomakeimprovementstoexistingmethodsortofindnewmethodsforedgedetectionwithspecialapplicationrequirements.Thispaperillustratesthesignificanceoftheedgedetectionandsummarizestheelementarystepsofedgedetectionandthegeneralrequirementsfortheobtainededge.Thenitreviewsthevariousmethodsofedgedetection,analyzesthemeritsandthedeficienciesofthosemethods,andsummarizestherecentdevelopmentofedgedetection.Finally,itanalyzesallkindsofcommonedgeevaluationmethodsavailableatpresently.Thispapermayserveasavaluablereferenceforfuturestudiesandapplicationsofedgedetection.Keywordsedgedetection;relaxativeiteration;deformablemodel;mathematicalmorphology（Reviews）1122010，28（20）[1]。，，、、、，。。1959，Julez[2]；1965，Roberts[3]。50，，，，。，，，，。1，[4]，。，，，。4，1。①。，，，。②。，。③。，。④。，，。。p（x，y），（1）[5]：p（x,y）=0.3R+0.59G+0.11B（1），R、G、B、、。，[6]：①；②；③；④；⑤。，，，。2。。，，，、、、，，。2.1，，。（），（），（）。2.1.1，、Roberts、PrewittSobel，LaplaceWallis[7]。f（x，y），：grad（x,y）=坠f坠x坠f坠yT=[GxGy]Tgrad（x,y）=G2x+G2y姨，θ=arctanGxGy姨姨。，：grad（x,y）=max(f′x,f′y)grad（x,y）=f′x+f′y，f′x=f（x+1,y）－f（x,y），f′y=f（x,y+1）－f（x,y）。，。2（a），，。，，。1965，RobertsRoberts，，2（c），。，1970，Prewitt，2×23×3，2（d）。SobelPrewitt，4，2（e），（Reviews）2010，28（20）113，，。Laplace，，（2）：Δ2f（x,y）=坠2f（x,y）坠x2+坠2f（x,y）坠y2（2），（2）Δ2f（x,y）=f（x+1,y）+f（x－1,y）+f（x,y+1）+f（x,y－1）－4f（x,y）2（b），，，。WallisLaplace，。2.1.2，。。1980，Marr[8]LaplaceLoG（）。，LoG，，M（x,y）=Δ2（G（x,y）茚f（x,y））=（Δ2G（x,y））茚f（x,y）（3），Δ2G（x,y）=1πδ4x2+y22δ2－221exp－x2+y22δ222，，，，3[9]。LOG，。，，[10]。1986，Canny[11]，，，。Canny，Canny：①；②；③，，；④，T1T2（T1T2），T1，T2，。CannyRoberts、Prewitt、SobelKirsch，，，。CannyDeriche，。2.1.3，。，，。，，，[12]。。，，，；，，。2080，X。2.22.2.1，，。，。1992，Lawrence[11]Fourier，Bayes，，。，。1970，Prewitt，n，n12，[13]ε=x,y∈ΔsΣ[p（x,y）－f（x,y）]2（4）（Reviews）1142010，28（20），p（x,y），f（x,y），Δs，mn×n，。2.2.2，，、，，，，4。，，、、。、，，，，，，。2.2.3，，，，，Rosenfeld，Marr，Within，。Mallat[14]1992Canny，Fourier，，，，，。Mallat，，：①；②，；③，，；④；⑤。2.2.42090，，，，[15]。。snake，，，；，。，。，。，，，[16-17]。，。OsherSethian1988[18]，。2.2.5，，，，。，、、、，。5[19]。，，BP。BP，BP，，，，。2.2.6。，、。2080，PalKing[20]，，。6。（Reviews）2010，28（20）1152090，Cheng[21]，C。J.K.Udupa[22]，，，，，。2.2.7、、，。，[23]。，。A，，6：①：MEO1=fA－f；②：MEO2=f－fΘA；③：MEO3=fA－fΘA；④：MEO4=f－f°A；⑤：MEO5=f·A－f；⑥：MEO6=f·A－f°A。，A。，，，，。2.2.8，。[24]，。[25]，，。[26]，，，。[27]，，。[28]CT，，。[29]，。[30]，，，，。[31]，，Sobel。[32]，，，。3。1981，Kitchen[33]，，、，。1992，Venkatesh[34]、、，Kitchen，，。1998，[35-36]，，。、，。2003，[37]，A、4B、8CC/A、C/B，，。，，、。4，，，。，，，，。，：①；②、；③；④；⑤。（References）[1],.[J].,2006,42(30):88-91.WeiWeibo,RuiXiaoting.ComputerEngineeringandApplications,2006,42(30):88-91.[2]JulezB.AmethodofcodingTVsignalsbasedonedgedetection[J].BellSystemTech,1959,38(4):1001-1020.[3]RobertsLD.Machineperceptionofthree-dimensionsolidsinopticalandelectro-optimalinformationprocessing[C].Cambridge,Massachusetts:MassachusettsInstituteofTechnologyPress,1966:157-197.[4]HildrethEC.Edgedetection[M].Cambridge,Massachusetts:MassachusettsInstituteofTechnology,ArtificialIntelligenceLaboratory,1985.[5]，.[J].,2005,35(12):980-982.LiuQitao,ZhangJun.Laser&Infrared,2005,35(12):980-982.[6],,.[J].,2005,31(3):415-419.（Reviews）1162010，28（20）DuanRuiling,LiQingxiang,LiYuhe.OpticalTechnique,2005,31(3):415-419.[7],,,.[J].,2007(8):23-26.RenYibin,WangZiyan,YuJihong,etal.Computer&InformationTechnology,2007(8):23-26.[8]MarrD,HildrethE.Theoryofedgedetection[C]//ProceedingoftheRoyalSocietyofLondon.SeriesB,BiologicalSciences.1980,207(1167):187-217.[9],,.Log[J].,2008,44(22):183-185.ZhangTaifa,ChengDongxu,ShiDuanyin.ComputerEngineeringandApplications,2008,44(22):183-185.[10]ClarkJJ.Authenticatingedgeproducedbyzero-crossingalgorithm[J].IEEETransactiononPatternAnalysisandMachineIntelligence,1998,11(1):43-57.[11]CannyJ.Acomputationalapproachtoedgedetection[J].IEEETransactiononPatternAnalysisandMachineIntelligence,1986,8(6):679-698.[12],.[J].,2002,15(2):192-204.LinYao,TianJie.PatternRecognitionandArtificialIntelligence,2002,15(2):192-204.[13].CT[D].:,2008.KangYi.Studyingofedgedetectionofmedic