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1、硕 士 学 位 论 文基于canny和形态学的边缘检测技术研究Research of Image Edge Detection Based On Canny& Mathematical Morphology 二一三 年 三 月分类号： UDC： 密 级： 保密年限： 年基于canny和形态学的边缘检测技术研究Research of Image Edge Detection Based On Canny& Mathematical Morphology学科门类： 工 学 学科专业： 信号与信息处理 论文作者： 指导教师： 培养单位： 电气信息工程学院 原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是
2、本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：签字日期： 年 月 日关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解云南民族大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属云南民族大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论
3、文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）学位论文作者签名：签字日期： 年 月 日导 师 签 名： 签字日期： 年 月 日I摘要摘要图像处理的研究内容主要包含边缘检测、图像分割、模式识别等。随着数字化时代的到来，数字图像处理与分析方面的研究工作显得十分重要。数字图像处理广泛地应用于工业、农业、交通、金融、地质、海洋、气象、生物医学、军事、公安、电子商务、卫星遥感、机器人视觉、目标跟踪、自主车导航、多媒体信息网络通信等领域，取得了显著的社会效益和经济效益。图像中灰度信息变化较明显的地方称为图像的边缘。灰度的变化信息称为阶跃信息，一般来说，像素点灰度值从一个很小值急剧过渡到另一个灰度较大的值即形成了
4、边缘。图像边缘含有丰富的图像信息，较图像其它部分应用价值很大，这是因为基于此我们可以进一步进行识别、分割等方面的研究。低层视觉和高层视觉是计算机视觉研究的主要内容。图像处理就属于低层视觉部分，它主要包括图像的信息增强、除躁和边缘检测信息检测、图像滤波等；图像分析和图像理解即为高层视觉研究的主要内容，主要是通过计算机模拟生物对于图像信息的感知和运用能力。图像里含有的信息量较多，图像边缘检测是图像处理技术中很重要的一环，是图像图形学赖以研究的基础和支柱。 数学形态学简称形态学，是运用集合论来分析几何形状的方法，打破了传统数值建模的思想，是非线性信号分析理论的一种。相异的结构元素对图像信号进行探测，
5、我们得到的是不同的图像分析，这是由于结构元素的尺寸和形状与图像结构的信息有关。关键词：图像处理；边缘检测；数学形态学；AbstractAbstractImage processing research includes edge detection, image segmentation, and pattern recognition. With the coming of the digital age, digital image processing and analysis of the research is becoming very important. Digital ima
6、ge processing is being widely used in the field of industry, agriculture, transportation, finance, geology, oceanography, meteorology, biology, medicine, military, public security, e-commerce, satellite remote sensing, robot vision, object tracking, autonomous vehicle navigation, multimedia informat
7、ion network communication, etc. It has made a significant society and economic benefits.The gray information changed obviously local image is called image edge. Change information of gray called Yue information, order in general, pixel gray value from a very small value of a sharp transition to anot
8、her gray large value that the formation of the edge. Image edge image which contains rich information, compared with other parts of image of great application value, because it is based on this we can further research on recognition, segmentation.Low-level and high-level vision is the main research
9、content of the computer vision. Image processing belong to the low-level vision part, it mainly includes image information enhancement, in addition to noise and edge detection information detection, image filtering; image analysis and image understanding is the main content of the high-level vision
10、research, mainly is the simulation of biological for image information perception and the ability to apply the computer. Contains abundant information of image, the image edge detection is very important in image processing, is the basis and pillar of image and graphics.Mathematical morphology refer
11、red morphology, it is the use of set theory to analyze the geometry of the method, the idea of breaking the traditional numerical modeling, a nonlinear signal analysis theory. Different structural elements of the image signal detection, we get is different from the image analysis, which is due to th
12、e size and shape of the structural elements and picture structure information.Keywords: Image processing; edge detection; morphology;III目录目录第1章 概论11.1 数字图像处理概论及其应用21.2 边缘检测技术简介及评价标准31.3 现存边缘检测技术存在的问题41.4 论文主要研究内容和结构安排3第2章 传统边缘检测方法62.1 边缘检测原理62.2 传统边缘检测方法72.2.1 Roberts边缘检测72.2.2 Sobel边缘检测72.2.3 Prewi
13、tt边缘检测82.2.4 Log边缘检测92.2.5 Canny边缘检测102.2.6 以上几种算法仿真分析12第3章 形态学边缘检测143.1 形态学基本理论143.2 几种形态学边缘检测算法143.2.1 一般形态学边缘检测算子143.2.2 基于轮廓的结构元素（CB）形态学边缘检测算子15第4章 本文改进的边缘检测算法 4.1 改进的形态学边缘检测算法174.1.1 改进的复合CB形态学滤波174.1.2 改进的多尺度CB形态学算法184.1.3 仿真分析194.2 改进的自适应canny-形态学算法274.2.1 传统canny算法局限性分析274.2.2 本文改进的自适应canny-
14、形态学算法284.2.3 仿真分析314.3 改进的形态学边缘检测算法33第5章 本文算法的应用实践345.1 对癌症细胞的边缘检测345.1.1 癌症研究的必要性345.1.3 癌症细胞边缘获得35第6章 总结和展望376.1 论文总结376.2 展望37参考文献39附录41发表的学术论文成果44致谢455第1章 绪论第1章 绪论1.1 数字图像处理概论及其应用 图像处理的研究内容主要包含边缘检测、图像分割、模式识别等。数字图像处理(Digital Image Processing)将图像信号转换成数字信号并利用计算机对其进行处理,随着数字化时代的到来，数字图像处理与分析方面的研究工作显得十分重要。数字图像处理广泛地应用于工业、农业、交通、金融、地质、海洋、气象、生物医学、军事、公安、电子商务、卫星遥感、机器人视觉、目标跟踪、自主车导航、多媒体信息网络通信等领域，取得了显著的社会效益和经济效益 。数字图像处理的研究内容主要包括:（1）图像变换：主要是对原始图像的加工处理，使得图像的大小、几何形状、像素值等发生变化，常见的有时域变换和频域变换。例如，傅里叶变换可使处理分析在频域中进行，使运算简单；而使用离散余弦变换（DCT）则可压缩数据，从而便于图像传输和存储。（2）图像增强：图像再生产、传输过程中往往会失真，所得图像和原图像
