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用Laplacian算子检测粒子与线条 陆宗骐，陈芳，王学城 （华东理工大学信息学院，上海 200237；zqlu@ecust.edu.cn） 本文在原来的Laplacian算子计算结果中增加偏移量offset，并仅取结果中的正值(与零)部分，以达到检测图象中的点与线条的目的。当对象比背景亮时，offset取1，用于检测明区边缘，为黑底白线；当对象比背景暗时，offset取254，用于检测暗区边缘，为白底黑线。后者类似画家所作的素描，可用于人物素描的制作。图象处理中，此算法可直接用于检测粒子和单点宽的线条，与线条掩模相结合也可检测较粗的线条。文中给出了在DPIV (数字粒子测速技术)、焊缝和菌丝图象中检测粒子与线条的实例。本文还提出了根据单峰直方图下降段的波形分析确定分割阈值的方法。 Laplacian算子；边缘检测；图象分割；二值化；DPIV Detection of Patical and Line Using Laplacian Operator Lu Zong-qi, Chen Fang, Wang Xue-cheng (College of Information, East China University of Science and Technology, Shanghai 200237; zqlu@ecust.edu.cn) In this paper, Laplacian operator is defined as g(i,j) = 4f(i,j)-f(i+1,j)-f(i-1,j)-f(i,j-1)-f(i,j+1)+offset, only positive values and zero can be chosen as the result, offset is the gray level of the image background. In this way, the edge information can be obtained efficiently. When object is brighter than background, offset is selected as 1 to detect the edge of bright area; when object is darker than background, offset is selected as 254 to detect the edge of dark area which is black line and white background. The latter is similar to pencil sketch made by painter which can be used to make profile. In image process, the operator can be used to detect particles and lines directly; it can also be used with line mask to detect thick lines. Examples of particle and line detection in DPIV(Digital Particle Image Velocimetry), welding line and hypha image are proposed in this paper. Laplacian Operator; Edge Detection; Image Segmentation; Threshold; DPIV 1 前言 Laplacian算子是少数具有各向同性特点的边缘检测算子之一[1]，在图象处理技术中具有重要的地位。自从Prewitt[2]提出8邻点Laplacian算子以来，主要用于通过变号点的检测获得闭合边界线[3]，以及利用Laplacian算子响应的符号来确定边缘的方向[4]，还可用于边缘增强与孤立点的检测等方面[5]。但是，由于它对噪声相当敏感，又常产生双象素宽的边缘，且不能提供边缘方向的信息，以往很少直接使用，而是用于已知边缘后确定该象素在图象的暗区或明区一边[6]。 文献[7]介绍了Laplacian算子的素描功能，此功能利用同号的Laplacian算子响应(灰阶)制作素描图象。用于制作人像时，所得图象神态逼真、生动，酷似画家所作的素描，见图1(b)。在图象处理的实际应用中，素描功能也可直接用于检测粒子与单点宽线条，与其它方法相结合也可以检测出较宽的线条。本文介绍这些应用的检测原理以及在DPIV (数字粒子测速技术)、焊缝和菌丝图象中检测粒子与线条的实例。在制作线条掩模时，