图像边缘检测

沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）I摘要随着计算机技术的飞速发展，图像边缘检测已成为图像处理的重要内容，它是图像分析的基本问题，是图像分割、特征提取和图像识别的前提。本文的主要内容如下。首先，介绍了数字图像处理的概念及其应用领域、边缘检测研究的背景意义，历史现状，以及边缘检测的一些基本概念。然后，分别介绍了经典的图像边缘检测算子，如Robert算子、Sobel算子、Prewitt算子等的基本原理，接着概述了几种新的边缘检测方法，如小波理论、数学形态学、模糊理论等。并通过理论分析和仿真计算比较了经典边缘检测算子各自的优缺点及适用性。最后，通过matlab-GUI编程，设计出一个图形界面，整合了canny算子和log算子等的边缘检测，增加了整个程序的实用性。关键词:边缘检测；Canny算法；log算法；Robert算法；沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）IIABSTRACTTheimageedgedetectionhasbecomeoneofthemostimportantpartsofimageprocessingwiththedevelopmentofcomputertechnology.Imageedgedetectionisthefirststepofimageanalysis,alsothebasisofimagesegmentation,featureextractionandimagerecognition.Themaincontentofthisdissertationisdescribedasfollows.Firstly,digitalimageprocessinganditsapplicationsareintroduced.Then,thebackground,thesignificanceandalsothedevelopmentstatusoftheimageedgedetectiontechniqueareintroduced,nexttothis,somebasicknowledgeoftheimageedgedetectionarediscussed.Secondly,introducedtheclassicaledgedetectionoperator,suchastheRobertoperator,Sobeloperator,Prewittoperator,etc.Thebasicprinciple,thenoutlinedseveralnewedgedetectionmethods,suchaswavelettheory,mathematicalmorphology,fuzzytheories.Andthroughtheoreticalanalysisandsimulationcomparisonofclassicaledgedetectionoperatorandtheapplicabilityoftheiradvantagesanddisadvantages.Finally,usematlab-GUIprogramming,designagraphicalinterface,integratedoperatorlogandcannyedgedetectionoperator,increasingthepracticalityofthewholeprocess.Keywords:edgedetection;Cannyalgorithm;logalgorithm;Robertalgorithm沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）III目录第一章绪论...………….............………………………………………………....11.1数字图像处理概况.............................................................................…11.2边缘检测技术的概况.................................................................21.3边缘检测综述................................................................................31.3.1边缘的定义及其类型的分析.....................................................31.3.2梯度的概念...............................................................................51.3.3边缘检测的一般步骤................................................................5第二章经典的图像边缘检测算法...........................................................62.1经典边缘检测的基本算法...............................................................72.2基于梯度的边缘检测算子..............................................................82.2.1差分边缘检测..........................................................................82.2.1Roberts算子...............................................................................92.2.3Sobel算子..................................................................................92.2.4Prewitt算子..............................................................................102.2.5Robinson算子...........................................................................112.3CANNY边缘检测算子......................................................................122.4LOG边缘检测算子..........................................................................14第三章新型边缘检测方法......................................................................173.1基于数学形态学的边缘检测方法...................................................173.2基于模糊理论的边缘检测方法.......................................................173.3基于分形理论的图像边缘提取方法...............................................173.4基于多尺度小波变换的边缘检测算法...........................................183.5其它方法........................................................................................20第五章MATLAB仿真............................................................................215.1MATLAB概述................................................................................215.1.1MATLAB特点..........................................................................215.1.2MATLAB主要功能...................................................................215.1.3MATLAB在图像处理中的应用................................................225.2基于MATLAB的边缘检测...........................................................22沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）IV5.3基于MATLAB-GUI的边缘检测程序设计..........................................275.4实验结果分析.................................................................................33结束语.....................................................................................................34致谢.........................................................................................................35参考文献...............................................................................................................36附录........................................................................................................35沈阳航空航天大学电子信息工程学院毕业设计（论文）-1-第一章绪论1.1数字图像处理概况数字图像处理(DigitalImageProcessing)起源于20世纪20年代，是指通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理的产生和迅速发展主要受三个因素的影响:一是计算机的发展;二是数学的发展;三是广泛的农牧业、林业、环境、军事、工业和医学等方面的应用需求的增长。当时通过海底电缆从英国伦敦到美国纽约采用数字压缩技术传输了第一幅数字照片。第三代计算机问世后，数字图像处理便开始迅速发展并得到了普遍的应用。它通过计算机和其它高速、大规模的集成数字硬件对由光学信息转换成的数字信号进行某些数字运算或处理，期望提高图像的质量达到人们的预期结果。数字图像处理研究的内容主要有:(1)图像获取和图像表现阶段主要是把模拟图像信号转化为计算机所能接受的数字形式,以及把数字图像用所需要的形式显示出来。(2)图像复原当造成图像退化的原因已知时,复原技术可用来进行图像的校正。复原技术是基于模型和数据的图像恢复,其目的是消除退