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1、.课程设计资料袋理学院学院（系、部）2013-2014学年第2学期课程名称数字图像办理指导教师职称讲课老师学生专业班级信计1102学号题目经典边沿检测算子比较成绩起止日期2014年6月16日2014年6月20日目录清单序号材料名称资料数目备注1课程设计任务书12课程设计说明书13源程序（电子文档）145课程设计任务书2013-2014学年第2学期.理学院学院（系、部）信息与计算科学专业1102班级课程名称：数字图像办理设计题目：经典边沿检测算子比较达成限期：自2014年6月16日至2014年6月20日共1周将几种经典边沿算子进行比较，编写出相应的程序。容及任务进起止日期工作容度选择题目，查阅资
2、料。安利用matlab软件编写相应的程序，并试试改良已有的算法。排整理有关的结果，书写课程设计报告。1RafaelC.Gonzalez、RichardE.Woods.冈萨雷斯.数字图像办理（第二版）电子工业主2传波、金先级.数字图像办理.：机械工业，2004.7要3KennethR.Castleman著；朱志刚、石定机等译.数字图像办理.：电子工业，2002.2参4天华.数字图像办理.：清华大学，2007.6考5茂永.数字图像办理.：大学，2007.9资6龚声蓉、纯平、王强等编著.数字图像办理与剖析.：清华大学料指导教师（署名）：年月日系（教研室）主任（署名）：年月日.数值剖析课程设计说明书经
3、典边沿检测算子比较起止日期：2014年6月16日至2014年6月20日学生班级信息与计算科学1102班学号成绩指导教师(署名)理学院2014年6月20日.目录纲要.5重点字.5前言.错误!不决义书签。1各样经典边沿检测算子原理简介.51.1Roberts（罗伯特）边沿检测算子.61.2Sobel（索贝尔）边沿检测算子.71.3Prewitt（普瑞维特）边沿检测算子.71.4Laplacian（拉普拉斯）边沿检测算子.81.5Marr-Hildreth（马尔）边沿检测算子.91.6canny（凯尼）边沿检测算子.102.各样经典边沿检测算子性能比较.122.1MATLAB程序仿真.122.2实验
4、成效比较.153.结论.16参照文件：.16附录.17.经典边沿检测算子比较纲要：图像边沿检测技术是图像切割、目表记别、地区形态提取等图像剖析领域中十分重要的基础。本文简要介绍各样经典图像边沿检测算子的基来源理，用Matlab仿真切验结果表示各样算子的特色及对噪声的敏感度，为学习和找寻更好的边沿检测方法供给参照价值。重点字：图像办理；边沿检测；算子；比较前言图像的边沿时图像最基本的特色之一。所谓边沿（或边沿）是指四周像素灰度有阶跃性变化或“屋顶”变化的那些像素的会合。边沿宽泛存在于物体与背景之间、物体与物体之间、基元与基元之间，所以它是图像切割依靠的重要特色。图像边沿对图像辨别和计算机剖析十分
5、实用，边沿能勾划出目标物体，使察看者了如指掌；边沿包含了丰富的在信息（如方向、阶跃性质、形状等）。从实质上说，图像边沿是图像局部特征不连续性（灰度突变、颜色突变、纹理构造突变等）的反响，它标记着一个地区的终结和另一个地区的开始。边沿检测技术是所有鉴于界限切割的图像剖析方法的第一步，第一检测出图像局部特征的不连续性，再将它们连成界限，这些界限把图像分红不一样的地区，检测出边沿的图像便可以进行特色提取和形状剖析。为了获取较好的边沿成效，此刻已经有了好多的边沿检测算法以及一些边沿检测算子的改良算法。但各算子有自己的优弊端和合用领域。本文侧重对一些经典边沿检测算子进行理论剖析、实质考证并对各自性能特色
6、做出比较和评论，以便实质应用中更好地发挥其优点，为新方法的研究供给权衡尺度和改良依照。1各样经典边沿检测算子原理简介图像的边沿对人的视觉拥有重要的意义，一般而言，当人们看一个有边沿的物体时，首先感觉到的即是边沿。灰度或构造等信息的突变处称为边沿。边沿是一个地区的结束，也是另一个地区的开始，利用该特色能够切割图像。需要指出的是，检测出的边沿其实不等同于实际目标的真切边沿。因为图像数据时二维的，而实质物体是三维的，从三维到二维的投影必.然会造成信息的丢掉，再加上成像过程中的光照不均和噪声等要素的影响，使得有边沿的地方不必定能被检测出来，而检测出的边沿也不必定代表实质边沿。图像的边沿有方向和幅度两个
7、属性，沿边沿方向像素变化缓和，垂直于边沿方向像素变化强烈。边沿上的这类变化能够用微分算子检测出来，往常用一阶或两阶导数来检测边沿，以下列图所以。不一样的是一阶导数以为最大值对应边沿地点，而二阶导数则以过零点对应边沿地点。（a）图像灰度变化（b）一阶导数（c）二阶导数鉴于一阶导数的边沿检测算子包含Roberts算子、Sobel算子、Prewitt算子等，在算法实现过程中，经过22（Roberts算子）或许33模板作为核与图像中的每个像素点做卷积和运算，而后选用适合的阈值以提取边沿。拉普拉斯边沿检测算子是鉴于二阶导数的边沿检测算子，该算子对噪声敏感。一种改良方式是先对图像进行光滑办理，而后再应用二
8、阶导数的边沿检测算子，其代表是LOG算子。前边介绍的边沿检测算子法是鉴于微分方法的，其依照是图像的边沿对应一阶导数的极大值点和二阶导数的过零点。Canny算子是此外一类边沿检测算子，它不是经过微分算子检测边沿，而是在知足必定拘束条件下推导出的边沿检测最优化算子。1.1Roberts（罗伯特）边沿检测算子光景的边沿老是以图像中强度的突变形式出现的，所以光景边沿包含着大批的信息。由于光景的边沿拥有十分复杂的形态，所以，最常用的边沿检测方法是所谓的“梯度检测法”。设f(x,y)是图像灰度散布函数；s(x,y)是图像边沿的梯度值；(x,y)是梯度的方向。2212则有s(x,y)f(xn,y)f(x,y
9、)f(x,yn)f(x,y)（1）（ n=1,2,.）(x,y)tan1f(x,yn)f(x,y)/f(xn,y)f(x,y)（2）式（1）与式（2）能够获取图像在（x,y）点处的梯度大小和梯度方向。将式（1）改写为：221g(x,y)f(x,y)f(x1,yf(x1,y)f(x,y2（3）1)1)g(x,y)称为Roberts边沿检测算子。式中对f(x,y)等的平方根运算使该办理近似于人类视觉系统的发生过程。事实上Roberts边沿检测算子是一种利用局部差分方法找寻边沿的算子，Robert梯度算子所采纳的是对角方向相邻两像素值之差，所以用差分取代一阶偏导，算子形式可表示以下：xf(x,y)f(x,y)f(x1,y1)（4）yf(x,y)f(x1,y)f(x,y1)
