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数字图像处理实验教案实验
数字图像处理实验教案实验
发布时间:2019-01-10 来源:
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实验四
图像的边缘提取
一、实验目的
1
.掌握边缘提取的原理;
2
.了解各种边缘提取算子定义及其性质;
3
.掌握几种常用边缘算子的提取方法;
4
.掌握边缘检测
Matlab
函数的使用方法
.
二、实验仪器设备
1
.计算机
2
.
Matlab
软件环境
三、实验原理
1
.边缘检测算子
边缘大致可分为阶跃状和屋顶状两种
.
阶跃状边缘位于其两边的像素灰度值有明显不同
的地方;屋顶状边缘位于灰度值从增加到减少的转折处
.
还有一种脉冲状边缘,是屋顶状边
缘的特殊情况
.
边缘是灰度值不连续的结果,
这种不连续常可利用求导数方便地检测到,
一般常用一阶
和二阶导数来检测边缘
.
如下图所示,第
1
排是一些具有边缘的图像示例,第
2
排是沿图像
水平方向的
1
个剖面图,第
3
排和第
4
排分别为剖面的一阶和二阶导数
.
第
1
列和第
2
列是
阶梯状边缘,第
3
列是屋顶状边缘,第
4
列是脉冲状边缘
.
可用一阶导数的幅度值来检测边缘的存在,幅度峰值一般对应边缘位置
.
可用二阶导数
的过零点检测边缘位置,
而用二阶导数在过零点附近的符号确定边缘像素在图像边缘的暗区
或明区
.
利用边缘灰度变化的一阶或二阶导数特点,可以将边缘点检测出来
.
对于数字图像导数
可以用差分近似
.
常用的一阶导数类算子有
Roberts
梯度算子、
Prewitt
算子和
Sobel
算子,
常用二阶导数类
算子有
Laplacian
算子和
LoG
算子,最优边缘检测算子有
Canny
算子
.
常用的一阶导数类算子的模板见下图
.
以梯度算子为例,为检测边缘点,选取适当的阈值
T
,对梯度图像进行二值化,则有:
1
g
(
x
,
y
0
grad(
x
,
y
T
其他
这样形成一幅边缘二值图像
g
(
x
,
y
.
M
atla
b
函数
2
.
边缘检测的
MATLAB
图像处理工具箱提供了
edge
函数利用以上算子来检测灰度图像的边缘
.
它
1 / 2
支
持六种不同的边缘提取方法,
即
Sobel
、
Prewitt
、
Robert
、
Laplacian
、
过零点方法和
Canny
方法
.
其语法格式为:
BW=edge(I,’method’
BW=edg
e(I,’
m
ethod’,
thresh
BW=edg
e(I,’
m
ethod’,
thresh,direction
其中:
method
:
sobel
、
prewitt
、
robert
、
log
、
zerocross
、
canny.
thresh
:设定阈值门限,缺省时自动选取阈值
.
direction
:对于
’
sobel
’
和
’
p
rewitt’
方法指定方向,
’horiz
ontal
’
(水平方向);
’vertic
al
’
(垂直方向);
’bo
th
’
(缺省值,表示两个方向)
.
四、实验内容及步骤
(
1
)
编写
Matlab
程序,
调用以上六种常用的边缘检测算子,
提取一幅灰度图像
(
rice.tif
)
的边缘,
并比较不同的算子的检测效果
.
(
2
)编写
Matlab
程序,读取图像,加高斯噪声,调用以上六种常用的边缘检测算子,
提
取一幅灰度图像(
rice.tif
)的边缘,
并比较不同的算子的检测效果
.
五、实验报告要求
1
、叙述实验过程;
2
、提交实验的原始图像和结果图像
.
六、思考题
1
.总结实验结果,比较各种边缘检测算子
的性能特点
.
2 / 2
本文来源:
https://www.2haoxitong.net/k/doc/e0044a07a55177232f60ddccda38376baf1fe0cf.html
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