一种改进图像边缘检测算法.pdfVIP

第9卷第2l期2009年11月科学技术与工程 V01．9No．21Nov．2009 Science and @2009 1671··1819(2009)21．．6395．-05 TeehnologyEngineering Sci．Tech．Engr培 一种改进的图像边缘检测算法 刘蕊陈红卫 (江苏科技大学计算机科学与工程学院，镇江212003) 掖要边缘检测是图像处理中重要的处理技术，在经典Prewitt算子基础上，介绍一种改进算法。该算法检测八个方向的图 像边缘，利用图像梯度模、边缘点的相关性及约束性确定图像边缘，具有图像边缘定位准确、抗干扰能力强等特点。 关键词数字图像 边缘检测 模壤Prewitt算子噪声 中图法分类号TP391．41； 文献标志码A 图像的边缘对人类视觉系统具有重要意义，是 1．1梯度与梯度模 人类判别物体的重要依据，是图像的最基本特征， 对于连续图像以菇，Y)在0方向沿r的梯度定义 是图像信息最集中的地方，包含着图像的丰富信 如式(1)所示。 息。图像边缘检测是图像处理系统的关键技术。 。 、(1)’ 。5 。’ 髻=翥+黧=正cos0怕in口dr a茁ararar 图像边缘有方向和幅度两个特性，沿边缘切向的灰 度幅值变化比较平缓，而垂直边缘方向的灰度幅值 把梯度最大值g=(髻)一=佩称为梯度 变化比较剧烈。利用图像边缘特性，形成了许多经 模，梯度模是边缘检测的基础。为简化计算在实际 典的边缘检测算法，如Robe,s边缘检测算子，Lapla- 应用中离散图像常用差分算式代替，此时梯度模用 cianof Gaussian边缘检测算子，SobeI算子，Kitsch算 式(2)表示。 子以及Prewitt算子等。在经典算法基础上许多学 lgrad抓省，Y))I=IV／I+lV，l(2) 者研究基于小波变换、数学形态学、分形理论的新 式(2)中： 算法，取得了一定的成果。目前新算法还不够成 V／l=l苁戈，Y)-f(z+1，y)I，lV，l- 熟，而经典算法因其计算量相对较小，速度相对较 I以鼻，Y)-fCz，Y+1)I(3) 快，仍在许多领域广泛应用，但经典算法也存在缺 式(3)给出了灰度在算及Y方向上的变化率，通过计 陷，如检测的边缘方向有限，抗噪能力较低等。现 算每一个像素点的梯度模能够定位图像的边缘。[11 重点讨论经典Prewin算法及其改进算法。 或者lgrad(以菇，Y))f-111a】‘(IV，I，IVI厂I)(4) 1．2 Prewitt算子 1 Prewitt边缘检测算法 为提高边缘检测过程中抗噪声忙3的能力。Pre． 新ft利用茗方向模板和Y方向模板对图像进行邻域 边缘是对应着周围像素灰度有阶跃型变化、屋 卷积。石方向模板和Y方向模板如图1(a)和图 顶型变化或凸缘型变化的像素集合，所以边缘检测 1(b)所示。图像点(霄，Y)的邻域如图1(c)所示。 的相邻区域之间的边界具有灰度…不连续性。